产生地震波的震源可以是人工的（例如炸药震源、震源车或者锤击），也可以是天然的（通常是地震）。在很多方面，应用地震学对于地球科学与放射影像学对于医学的作用是类似的，它是我们进入地球内部的窗口，提供了在不同尺度了解和研究地球内部结构的一种可靠方法。特别是石油勘探的需求极大地促进了这一方法的发展和应用。

应用地震学的常用方法主要有地震反射波法和地震折射波法。此外，还有采用透射波法的地震测井，以及20世纪70年代发展起来的垂直地震剖面法（不仅记录透射波，也能记录反射波和折射波）和21世纪发展起来的被动源微地震监测。地震反射波法通过在震源附近布置大量的检波器采集反射地震信号，是油气资源勘探的基石。反射地震技术主要用于建立高分辨率的地球内部图像。地震折射波法则利用相对于目标深度传播更大距离的探测器接收折射波。这些方法主要用于测量地下地层的地震波速度，从而可以定量推断岩石类型和物理条件等信息。两种方法都能用于陆地或海洋，研究尺度可以从几米（近地表环境及工程应用）到几百千米（地壳研究）。

到19世纪末期，地震学家把地震波理论带到了一个新高度。对于地震波场的研究使得我们能很好的了解地球内部结构，并且通过地震折射波的研究获得了一个相对精细的欧洲地壳结构。因此，激发了地震学家利用地震折射波法来寻找新的油气田的尝试。

折射波方法在定位盐丘背斜获得了很大成功，首先是在德国的波罗的海（Baltic）海岸，接着在美国墨西哥湾海岸地区得到了应用。采用大量的炸药产生地震波，通过早期的设备记录长距离的地震波幅值。尽管折射波数据相对容易分析和解释，但它有一个致命缺陷就是它不能给出精确的结果除非每一个地层的地震波速都比上覆地层高。如果不满足这种情况的话，速度反演会得到错误的速度和厚度大小。因此，地震折射波法的应用受到了很大限制，现在主要是做近地表速度和静校正。之后应用地震学的发展和研究主要集中在能提供更高分辨率的反射波。

地震反射波法是在第一次世界大战德国和法国交战中首先应用发展起来的，法国人利用地震波速度比炮弹速度快的原理通知巴黎人在炮弹到达之前撤离。

这个时期卡歇尔（Karcher）用反射地震波做实验得到了一些认识：来自岩石界面的反射地震波是可以被记录的；反射地震波从界面回到地表的走时可以确定界面深度和属性。

之后，卡歇尔成立了第一家地震反射勘探公司-地球物理研究公司，成为了工业化应用的试验场。促进了应用地震学的发展，20世纪30年代真正应用于工业，40年代开始从事海上地震探测，50年代出现模拟磁记录和模拟计算机处理资料，60年代开始数字化并进行现代计算机处理，70年代开始三维地震观测和井中垂向观测，80 年代开始井间地震层析成像和多波地震方法试验，90年代开始应用深度偏移成像方法，进入21世纪大规模三维地震处理，四维地震开始实验。

原理上，应用地震学方法（地震反射波方法和折射波方法）非常简单。需要以下设备：一个震源产生地震波（1950年左右以前都是用炸药）；检测地震波并将它们转化成电信号的地震检波器；记录震源激发和反射波到达的振幅和时间延迟的设备。

自从卡歇尔的开创性工作之后，随着时间的推移地震反射波方法也发生了很多改变，例如：炸药震源不再是唯一的选择，陆上地震更多的采用震源车，海洋地震勘探采用气枪；接收器（陆上检波器，海上的水听器）变得更小更强；地震记录的处理从纸上变成了磁带数字记录；数据处理已经从简单的人工算法变成了在计算机上应用的复杂软件算法。

需要指出的是，20世纪60年代提出的共中心点（CMP）叠加方法极大地提高了反射地震数据的应用，由于增加了覆盖次数，它能有效地降低噪音提高成像质量。地震勘探也从二维慢慢发展到三维，三维叠前偏移成像技术提供了精度越来越高的地下图像，也成为了反射波法的核心技术。与陆上地震类似，海上地震也从单揽发展到多揽采集。主要的地震反射波方法勘探包括以下步骤。

①前期准备。主要包括调查工区的地质与地球物理需求，设计观测系统②数据采集。主要包括工作区的准入，精确的炮检点坐标定位，合适的地震波激发以及数据记录。③数据处理。将地震数据转化成地下目标的尽可能精确的图像。主要包括去噪和成像（主要指偏移）其中里面又可以细分成很多步骤。④数据解释。将地震数据处理得到的地下地球物理图像转化为地下的地质图像或地质模型。方法主要有模拟、反演、AVO等。

应用地震学与传统的地震勘探有着不同的含义。

①应用地震学作为应用地球物理学的一个主要分支，有一套从理论基础、方法技术到应用领域的完整体系，而在大多数人的心目中，地震勘探只是一种勘探方法。按照学科领域可以分为：油气地震勘探、固体矿产地震勘探、工程地震调查、区域构造地震调查以及油气开发地震学。地震勘探通过对人工（绝大多数）或者天然激发（极少数）的弹性波（地震波）在地下介质内传播规律的研究来勘测与石油、天然气及煤田等有关的地壳地质结构和地层岩性方法的总称。其中用于石油天然气勘探的称为石油地震勘探，它是石油地球物理勘探方法中的应用效果最好的一种方法。地震勘探工作由地震数据采集、地震数据处理和地震资料解释等三个基本环节组成。

②地震学的定向应用领域已经超出了“勘探”的范围。如果不考虑学术思想和基础理论的一致性，应用地震学的方法可分为油气地震勘探、固体矿产地震勘探、工程地震调查、区域构造地震调查以及新近出现的油气开发地震学。此外，应用地震学与数学、信息科学以及计算机科学关系密切。

重要学术机构：中国地球物理学会；国际勘探地球物理学家学会（Society of Exploration Geophysicists; SEG）；欧洲地质学家与工程师学会（European Association of Geoscientists and Engineers; EAGE）

重要刊物：《地球物理学》（Geophysics）；《地球物理勘探》（Geophysical prospecting）；《地球物理学报》《勘探地球物理》《石油物探》

应用地震学在世界油气资源的勘探中功不可没，与国家能源安全密切相关，对于促进经济的发展和人类的繁荣有重要作用。

应用地震学涉及领域很广，因此在各领域中的问题也是很多的，其中有理论问题，也有探测方法技术问题、数据处理分析问题与地质成像与成图问题，所有问题都是以解决各种地体的内部物质精细的几何和物理结构为目标的。未来的研究需要进一步提高地震波的分辨率。这些问题的解决将对人类的生存与发展起着巨大的作用。应用地震学在新世纪必将取得更加辉煌的进展，成为不可或缺的一门分支学科。