基于海洋和地下介质弹性和密度的差异，通过观测分析海洋和大地对人工激发地震波的响应，研究地震波的传播规律，推断地下岩石层性质、形态及海洋水团结构的一种海洋地震测量方法。在海洋油气资源勘探、海底科学研究、海洋工程地质勘查和地质灾害预测等方面广泛应用。

海洋多道地震探测始于20世纪30年代，但当时的设备和方法几乎照搬于陆地地震勘探，探测能力十分有限。至50年代末期，伴随着非炸药震源、漂浮组合电缆、多次覆盖技术和数据可重复性处理技术的出现，海洋多道地震获得迅猛发展，探测效率和精度大幅度提升，但期间使用的地震仪仍为模拟地震仪。70年代中期，在计算机革新技术的推动下出现了数字地震仪，地震道数逐步由24道发展到96道，震源能量和激发效率提高。80年代以后，海洋多道地震朝着高采样率、高密度、立体组合震源、大偏移距、高覆盖次数、高分辨率探测、立体探测和时移地震等方向发展。2017年，世界最先进的海洋多道地震系统可同时拖拽20多条等浮（或固体）电缆，每条缆长达12千米，带有4000多个水听器，可同时采集80000道以上的地震数据。为了获得海底多波多分量信息、监测海洋水中目标，还发展了海底节点式多道地震和垂直缆观测技术。

观测仪器海洋多道地震系统一般包括三个部分：①记录系统。是实现连续采集功能的控制、存储、显示单元的统称，主要包括控制与设置单元、记录与存储单元和回放与监视单元。②人工激发震源。在海水中激励地震波的设备，主要有利用压缩空气迅速释放作为动力的空气枪震源，利用充电电容器水中瞬时放电汽化海水作为动力的电火花震源，利用高温蒸汽水中迅速散热并体积恢复作为动力的无气泡蒸汽枪等。③地震电缆。内部安置并联、串联水听器用于接收地震信号的拖缆，主要有充油电缆、固体电缆和海底电缆等。海底节点式多道地震系统与其的主要区别在于：地震电缆沉放在海底，水听器具有多通道、多波监测功能。

为了实现探测目标清晰成像，发展了多种海洋多道地震观测方法。观测方法主要有：①直线型常规观测。船舶直线型走航式施工，被拖拽的单或多条电缆及震源浮于近海面，优点是施工方便、效率高。②上下缆观测。走航式施工时一对或多条电缆在垂向上具有不同沉放深度，并在室内将不同深度接收到的地震信号合并，充分利用不同深度鬼波陷波的差异，以达到拓宽频带的目的。③盘绕式观测。采用单船作业（一套震源，多条拖缆）或多船作业（多套震源，多条拖缆），船舶按照重叠环形或曲线路径采集作业，航迹覆盖整个工区，可实现全方位观测，并消除复杂地质体的照明阴影问题。④变深度缆观测。拖拽固体电缆以变深度的方式采集数据，充分利用不同沉放深度鬼波特征差异，获取低、高频信号，拓展原始数据频带。⑤海底电缆。船舶拖拽震源走航式激发，地震电缆放置于海底接收信号，其能采集到横波信息，受海上障碍物影响小、背景噪音小，可改善原始数据的品质。