工程地球物理勘探是以地下物理场（如重力场、电场、磁场等）为基础，根据不同的地质体在物理性质上的差异影响地下物理场的分布规律，通过观测、分析和研究这些物理场，并结合有关地质资料，判断与工程勘察有关的地质构造问题。工程物探具有“透视性”、效率高、成本低以及可以在现场进行原位岩土物理力学性质测试等优点，在工程勘察中日益得到重视和发展。但是各种工程物探方法都具有条件性和局限性，多数方法还存在多解性，因此正确选择和运用各种工程物探方法，进行综合物探，并与现有的地质、钻探资料作对比，才能获得好的应用效果。

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。20世纪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。随着工程物探的方法和理论不断发展，声-超声类技术设备集成、电法和电磁类技术设备一体化以及信息综合解释是工程勘探技术发展的新趋势。

常用的工程物探方法主要有：①地震波法勘探，通过研究人工激发的弹性波在地壳内的传播规律来勘探地质构造的方法。可分为折射波法、反射波法和瑞利波法。常用于探测覆盖层或风化壳的厚度，确定断层破碎带，在现场研究岩土的动力学特性等（见地震波法勘探）。②声波法勘探，利用声波（或超声波）对岩体进行探测的方法。可分为主动和被动两种方式。主要用于测定岩体的物理力学参数、确定洞室岩石应力松弛范围、探测溶穴及检查水泥灌浆效果等。由于频率高、波长短，因此分辨率高。但是，由于岩石对高频波的吸收、衰减和散射比较严重，因而探测的距离不大（见声波法勘探）。③电法勘探，通过对人工或天然电场（或电磁场）的研究，获得岩土不同电学特性的资料，以判断有关水文地质及工程地质问题。最常用的是直流电法勘探，主要研究岩土的电阻率和电化学活动性，可分为电阻率法、自然电场法和激发极化法等（见电法勘探）。④电磁法勘探，根据岩石的磁性差异所形成的局部磁性异常来判断地质构造的方法。在工程勘察中，主要用于圈定岩浆岩体，特别是磁性较强的基性岩浆岩体，寻找有岩浆岩活动的断裂接触带，追索第四纪沉积物覆盖下的岩性界线等。大面积航空磁测资料可提供有关区域性的断裂构造、结晶基底的起伏等，为评价区域稳定性及寻找有利的储水构造提供依据。⑤重力勘探，根据岩体密度差异所形成的局部重力异常来判断地质构造的方法。常用以探测盆地基底的起伏和断层构造等。采用高精度重力探测仪有可能探测一些埋深不大并且具有一定体积的地下空洞。⑥放射性勘探，利用岩石中天然放射性元素的含量及种类的差别，以及在人工放射源激发下岩石核辐射特征的不同，寻找矿产资源及解决水文、工程、环境地质在内的某些地质问题的方法。例如，通过测量氡及其子体的和放射性活度来确定滑坡体的地质形态（边界及滑体厚度）。利用放射性勘探方法探测基岩裂隙地下水（如用测量强度、能谱、径迹法等找水）获得成功。此外，放射性同位素常用作研究地下水及其溶质运动的示踪剂。⑦地球物理测井，通过研究钻孔中岩石的物理性质，诸如电性、电化学活动性、放射性、磁性、密度、弹性、孔隙度、渗透性等来解决钻孔中有关地质问题的物探方法，简称测井。包括电测井、磁测井及电磁测井、声波测井、地震测井、放射性测井、钻孔全孔壁数字成像、钻孔电视，以及井径测量、井斜测量、井温测量和井中流体测量等。