Seizmičko istraživanje koristi se za istraživanje Zemljine podzemne strukture i uglavnom se koristi za istraživanje nafte i plina. Ova metoda koristi principe reflektivne seizmologije za prikupljanje i tumačenje seizmičkih podataka, što omogućuje procjenu sastava Zemlje. Tehnika je slična onoj koju koristi kompjuterizirana aksijalna tomografija (CAT) skeniranja, uključujući analizu seizmičkih valova koji putuju Zemljom.
Kada se provodi seizmičko istraživanje, seizmički valovi se obično stvaraju dinamitom ili posebnim vibratorima postavljenim na kamione. Ovi vibroseis kamioni, kao što su poznati, često se koriste ako bi uporaba dinamita mogla uzrokovati ozbiljnu štetu okolini, kao što je u kavernoznim područjima. Kamioni koriste teške metalne ploče teške preko 3 tone (2.72 metričke tone) koje se stavljaju u dodir sa tlom, a koje se zatim udaraju teškim čekićima.
Kako seizmički valovi prolaze kroz Zemlju i nailaze na različite materijale, dio njihove energije odbija se od granica između različitih slojeva, dok će drugi valovi prolaziti kroz njih. Reflektirana energija se vraća na površinu, gdje se njezina brzina i snaga mjere posebnim detektorima, poznatim kao geofoni. Geofoni pretvaraju kretanje tla u električne signale, koji se potom digitaliziraju seizmometrima. Te signale zatim obrađuju računala; što je složenija geologija područja koje se proučava, to je više računalne snage potrebno za obradu golemih količina podataka.
Brzina i snaga reflektiranih valova ovisi o gustoći slojeva na koje nailaze. Stijena postaje gušća što se dublje nalazi pod zemljom, ali džepovi plina i nafte imaju mnogo manju gustoću. Što je materijal gušći, valovi će se brže reflektirati. Kako seizmički valovi nailaze na materijale manje gustoće, kroz njih prolazi više njihove energije. Analizirajući vrijeme potrebno da se valovi reflektiraju, geolozi mogu izgraditi točnu sliku podzemlja korištenjem 3D seizmičke interpretacije.
Kada se koristi u istraživanju plina i nafte, seizmičko istraživanje može otkriti džepove materijala manje gustoće i njihov položaj. To ne jamči nužno da ovi džepovi sadrže naftu ili plin, jer bi to moglo ukazivati na bilo koji drugi materijal manje gustoće, kao što je voda. Unatoč tome, široka raznolikost i pouzdanost prikupljenih podataka je neprocjenjiva i uključuje sastav i čvrstoću tla, dubinu do temeljnih stijena i vodostaja, strukturu stijena i još mnogo toga. Ove informacije imaju i akademsku i komercijalnu vrijednost.
Uz istraživanje nafte i plina, seizmičko istraživanje može se koristiti u drugim komercijalnim primjenama. To može uključivati potragu za plemenitim metalima i kamenjem, kao što su aluvijalno zlato, dijamanti ili platina, ili drugim resursima, poput šljunka, pijeska i kamenoloma. Seizmička istraživanja također se koriste za sprječavanje izlijevanja nafte ispitivanjem stabilnosti tla gdje će se graditi cjevovodi.