早在17世纪人们便尝试用罗盘寻找磁铁矿，20世纪初，各种物探方法才广泛地用于找矿勘探与工程勘察。60年代以来，由于物理学、数学、特别是电子技术、计算机技术的发展，大大促进了各种物探方法以及仪器设备的发展与改革。例如，50年代工程物探常用的光点地震仪已被信号增强型地震仪以及轻便的数字磁带地震仪所替代。地球物理场的观测空间已从地面发展到地下（如地下物探）、水域（如海洋物探）、低空（如航空物探）以至空间的遥感技术等。

折射波法

当地震波遇到上下速度v1、v2）不同的界面时，有一部分波将透过界面形成透射波，其透射角β与入射角α的关系符合斯涅耳定律sinα/sinβ=v1/v2）。对于sinα=v1/v2）的入射波可产生透射角β=90°的透射波，并以v的速度沿界面滑行。这种滑行波又引起个介质中质点的振动而产生可传到地面的折射波（也称首波）。图4是折射波的传播示意图，在B点以前不形成折射波，称为盲区。因v大于v1在C点以外，折射波可比直达波先到达检波器。根据折射波时距曲线，可算出v1及v，从而推算出界面的深度、产状等。v的变化反映了界面以下岩性的变化，配合地震波振幅衰减的资料，可确定界面以下岩层软弱带或断层破碎带。但是折射波法在盲区得不到记录，因此需要加大检波距。当下层速度v2）小于上层速度v1时，不可能形成折射波。

反射波法

反射波形成的条件是界面两侧的波阻抗（地层速度与密度的乘积）有差异，差异越大反射波越强。图5是反射波传播示意图。由S点激发的地震波遇到 RR′界面时将产生反射波。根据反射波从激发点到检波器的传播时间，以及地层的速度，便可计算从激发点S到反射界面RR′的垂直距离以及界面的倾向和倾角。由于采用信号叠加技术以及轻便的可控振动器做振源，已经可以获得深度约50米，甚至更浅的浅层反射记录。

以上所涉及的激发方式主要产生纵波（压缩波）。在测定岩石动弹性模量时，常用垂直于测线方向水平激发的方式产生横波（剪切波）。水是不传递横波的，故在水文地质、工程地质勘察中发展横波技术是有前景的。

弹性波测试 在岩体或土层中激发弹性波（地震波或声波），用仪器测定岩土体传播这些弹性波（包括纵波与横波） 的速度以及传播过程中能量的衰减等特征，从而求得岩土体的动态弹性系数，评价岩土体的力学特性。此法与地震勘探不同，它多数是利用直达波。弹性波测试可为岩体的工程地质分类提供依据，测定地下洞室围岩的松弛范围，进行灌浆效果的检查，坝基建基面和桩基质量的无损检测，还可为工程建筑物的抗震设计和砂层液化研究提供参数。测井 各种地球物理探测技术在钻孔中的应用。工程物探采用的测井方法主要有：①电测井，包括电阻率与自然电位测井；②声测井，包括声速和声幅测井；③放射性测井，包括自然伽玛、伽玛-伽玛、中子-伽玛测井和放射性同位素示踪等；④温度测井；⑤超声成象测井；⑥电磁波测井。此外，还有利用工业电视设备对孔壁直接观察的钻孔电视以及对钻孔直径和井斜的测量等。测井方法的综合运用，可以详细划分钻孔地质剖面，探测软弱夹层，确定断层及裂隙、破碎带的位置与产状，测定地层的电阻率、弹性波速度、孔隙度、密度、含泥量、含水量，确定含水层的位置，测定地下水的矿化度和流速、流向等。

此外，水利工程勘察中应用还不很普遍的几种物探方法有：放射性勘探是在地面测量放射线强度以探查断层或进行环境放射性污染的检测；微重力勘探是利用微重力仪测量重力场异常以探测岩溶洞穴等地质现象；磁法勘探是测量地磁场异常以探查含磁性矿物的地质体。

各种物探方法均有各自的特长，也都有其方法原理所决定的局限性，且在很多情况下单一方法的资料有多解性，为了取得比较理想的勘测效果，必须针对具体的工作任务，因地制宜，选择几种有效的方法进行综合物探。