地面伽马测量还可用于地质填图、环境电离辐射水平评价以及研究其他地质问题。

采用轻便型伽马辐射仪（探测伽马射线能量大于某一能量阈值的全部伽马射线而不区分射线能量）进行的地面伽马测量方法。自20世纪80年代后期以来，该方法逐渐被地面伽马能谱测量所取代。

采用便携式伽马能谱仪，通过测量铋-214、铊-208、钾-40和特征能量伽马射线能量（分别为1.76兆电子伏特、2.62兆电子伏特和1.46兆电子伏特）及其粒子注量率，来测定岩石或土壤中当量铀含量、当量钍含量、当量钾含量及总计数率的方法。便携式伽马能谱仪主要有碘化钠闪烁伽马能谱仪和半导体高纯锗伽马能谱仪，常用的是碘化钠闪烁伽马能谱仪。碘化钠闪烁伽马能谱仪做成四道伽马能谱仪（分别为铀道、钍道、钾道及总道），也可以是全谱能谱仪。

地面伽马测量依据工作目的、工作比例尺一般分为3个阶段，即概查、普查和详查。概查和普查阶段工作比例尺较小，主要目的是了解测区内放射性元素的分布规律及特征，为进一步普查和详查提供支持。详查阶段比例尺较大，主要目的是查明放射性异常或矿化的范围及其特征（见表）。概查和普查多采用航空伽马测量方法。

中国地面伽马能谱测量一般采用贴地工作模式，也就是将能谱的探头放置在设计测点处的地面上测量，是定点测量。其他国家在地质普查中，则多采用齐肩、齐腰或齐膝方式（也就是保持探头距离地面等高度）在行走过程中开展连续测量。要获得高精度铀、钍、钾含量数据，就要按测量精度选择合适的测量时间。对于四道伽马能谱仪，在野外测量过程中必须始终保持能谱仪稳谱功能处于正常工作状态。

最常用的地面伽马辐射仪或伽马能谱仪采用碘化钠闪烁探测器，具有性能稳定、探测效率高、可在常温下工作等优点，不足之处是能量分辨率较低。碘化钠闪烁伽马能谱仪适用于野外探测天然放射性铀、钍、钾的放射性。如果是全谱能谱仪，经过适当的数据处理，也可用于探测核事故或核应急中人工放射性核素的污染调查，如铯-137的调查与评价。

随着锗半导体探测器晶体体积的增加、探测效率的不断提高，以及电制冷工艺的改进，在环境放射性调查与评价中，高纯锗伽马能谱仪得到地面伽马测量是铀矿普查的主要方法，适用于各种地形、地貌和气候条件。在基岩出露良好和覆盖层不厚的地区，地面伽马测量的应用尤为有利。地面伽马测量的优点是方法简单、灵活、效率高，中国的铀矿床大都是由地面伽马测量发现的；其缺点是探测深度浅，易受地形等因素影响。