早在17世紀(jì)人們便嘗試用羅盤尋找磁鐵礦，20世紀(jì)初，各種物探方法才廣泛地用于找礦勘探與工程勘察。60年代以來，由于物理學(xué)、數(shù)學(xué)、特別是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大大促進(jìn)了各種物探方法以及儀器設(shè)備的發(fā)展與改革。例如，50年代工程物探常用的光點(diǎn)地震儀已被信號(hào)增強(qiáng)型地震儀以及輕便的數(shù)字磁帶地震儀所替代。地球物理場(chǎng)的觀測(cè)空間已從地面發(fā)展到地下（如地下物探）、水域（如海洋物探）、低空（如航空物探）以至空間的遙感技術(shù)等。
折射波法
當(dāng)?shù)卣鸩ㄓ龅缴舷滤俣葀1、v2）不同的界面時(shí)，有一部分波將透過界面形成透射波，其透射角β與入射角α的關(guān)系符合斯涅耳定律sinα/sinβ=v1/v2）。對(duì)于sinα=v1/v2）的入射波可產(chǎn)生透射角β=90°的透射波，并以v的速度沿界面滑行。這種滑行波又引起個(gè)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)而產(chǎn)生可傳到地面的折射波（也稱首波）。圖4是折射波的傳播示意圖，在B點(diǎn)以前不形成折射波，稱為盲區(qū)。因v大于v1在C點(diǎn)以外，折射波可比直達(dá)波先到達(dá)檢波器。根據(jù)折射波時(shí)距曲線，可算出v1及v，從而推算出界面的深度、產(chǎn)狀等。v的變化反映了界面以下巖性的變化，配合地震波振幅衰減的資料，可確定界面以下巖層軟弱帶或斷層破碎帶。但是折射波法在盲區(qū)得不到記錄，因此需要加大檢波距。當(dāng)下層速度v2）小于上層速度v1時(shí)，不可能形成折射波。
反射波法
反射波形成的條件是界面兩側(cè)的波阻抗（地層速度與密度的乘積）有差異，差異越大反射波越強(qiáng)。圖5是反射波傳播示意圖。由S點(diǎn)激發(fā)的地震波遇到 RR′界面時(shí)將產(chǎn)生反射波。根據(jù)反射波從激發(fā)點(diǎn)到檢波器的傳播時(shí)間，以及地層的速度，便可計(jì)算從激發(fā)點(diǎn)S到反射界面RR′的垂直距離以及界面的傾向和傾角。由于采用信號(hào)疊加技術(shù)以及輕便的可控振動(dòng)器做振源，已經(jīng)可以獲得深度約50米，甚至更淺的淺層反射記錄。
以上所涉及的激發(fā)方式主要產(chǎn)生縱波（壓縮波）。在測(cè)定巖石動(dòng)彈性模量時(shí)，常用垂直于測(cè)線方向水平激發(fā)的方式產(chǎn)生橫波（剪切波）。水是不傳遞橫波的，故在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察中發(fā)展橫波技術(shù)是有前景的。
彈性波測(cè)試 在巖體或土層中激發(fā)彈性波（地震波或聲波），用儀器測(cè)定巖土體傳播這些彈性波（包括縱波與橫波） 的速度以及傳播過程中能量的衰減等特征，從而求得巖土體的動(dòng)態(tài)彈性系數(shù)，評(píng)價(jià)巖土體的力學(xué)特性。此法與地震勘探不同，它多數(shù)是利用直達(dá)波。彈性波測(cè)試可為巖體的工程地質(zhì)分類提供依據(jù)，測(cè)定地下洞室圍巖的松弛范圍，進(jìn)行灌漿效果的檢查，壩基建基面和樁基質(zhì)量的無損檢測(cè)，還可為工程建筑物的抗震設(shè)計(jì)和砂層液化研究提供參數(shù)。測(cè)井 各種地球物理探測(cè)技術(shù)在鉆孔中的應(yīng)用。工程物探采用的測(cè)井方法主要有：①電測(cè)井，包括電阻率與自然電位測(cè)井；②聲測(cè)井，包括聲速和聲幅測(cè)井；③放射性測(cè)井，包括自然伽瑪、伽瑪-伽瑪、中子-伽瑪測(cè)井和放射性同位素示蹤等；④溫度測(cè)井；⑤超聲成象測(cè)井；⑥電磁波測(cè)井。此外，還有利用工業(yè)電視設(shè)備對(duì)孔壁直接觀察的鉆孔電視以及對(duì)鉆孔直徑和井斜的測(cè)量等。測(cè)井方法的綜合運(yùn)用，可以詳細(xì)劃分鉆孔地質(zhì)剖面，探測(cè)軟弱夾層，確定斷層及裂隙、破碎帶的位置與產(chǎn)狀，測(cè)定地層的電阻率、彈性波速度、孔隙度、密度、含泥量、含水量，確定含水層的位置，測(cè)定地下水的礦化度和流速、流向等。
此外，水利工程勘察中應(yīng)用還不很普遍的幾種物探方法有：放射性勘探是在地面測(cè)量放射線強(qiáng)度以探查斷層或進(jìn)行環(huán)境放射性污染的檢測(cè)；微重力勘探是利用微重力儀測(cè)量重力場(chǎng)異常以探測(cè)巖溶洞穴等地質(zhì)現(xiàn)象；磁法勘探是測(cè)量地磁場(chǎng)異常以探查含磁性礦物的地質(zhì)體。
各種物探方法均有各自的特長(zhǎng)，也都有其方法原理所決定的局限性，且在很多情況下單一方法的資料有多解性，為了取得比較理想的勘測(cè)效果，必須針對(duì)具體的工作任務(wù)，因地制宜，選擇幾種有效的方法進(jìn)行綜合物探。