Metoda geološkog profiliranja poznata kao seizmička refrakcija mjeri vrijeme potrebno seizmičkim valovima ili zrakama da prođu kroz tlo, udare u stijenu i vrate se natrag na površinu. Koristi se u geofizici, ova metoda je najtočnija kada se mapiraju dubine manje od 100 stopa. Osim mjerenja dubine temeljne stijene, seizmička refrakcija može dati informacije o kvaliteti i čvrstoći stijena.
Seizmički valovi su vrsta energije sile koja se kreće kroz zemlju. Ti se valovi mogu stvoriti prirodno, kao u slučaju potresa, ili umjetnim metodama, poput eksplozija. Mali seizmički valovi mogu se stvoriti ispaljivanjem metka u tlo ili ispuštanjem nečeg teškog na tlo. Ako se tlo trese ili vibrira, to je zbog seizmičkog vala.
Kod seizmičke refrakcije, energija se ispaljuje u zemlju s površine obično ćorcima ispaljenim iz puške, utegom ispuštenom na tlo, malim eksplozivom ili udarcem čekićem o ploču. Valovi se pomiču u tlo, a zatim se lome bočno duž stijene prije nego što se odbiju natrag na površinu. Niz geofona raspoređenih u ravnoj liniji duž područja koje se testira bilježi valove kada ponovno stignu do površine.
Geofoni su mali metalni cilindri koji su otprilike oblika baterija, iako dolaze u različitim veličinama. Unutar cilindra nalazi se zavojnica koja visi s opruge. S obje strane zavojnice su magneti. Kada seizmički valovi uzrokuju vibracije tla, zavojnica se kreće kroz magnetsko polje, a energija vala može se izmjeriti. Računala se često koriste za analizu podataka primljenih od geofona, a za izračunavanje brzina izrađuju se grafikoni koji prikazuju vrijeme putovanja u odnosu na udaljenost.
Brzine daju informaciju o vrsti materijala ispod površine tla budući da će se val kretati različitim vrstama zemlje različitim brzinama. Na primjer, seizmički val će se kretati kroz glinu različitom brzinom nego što bi se kretao kroz pijesak. Zbog toga geofizičari mogu prikupiti informacije o materijalima između površine i temeljne stijene.
Seizmičku refrakciju ne treba miješati sa seizmičkom refleksijom. Iako seizmička refleksija koristi mnoge od istih metoda ispitivanja, ona prikuplja slike temeljne stijene valovima koji se jednostavno odbijaju ili odbijaju od temeljne stijene umjesto da se raspršuju pod različitim kutovima. Za razliku od seizmičke refrakcije, seizmička refleksija ne može dati informacije o debljini materijala ili brzini zraka. Najbolje se koristi u morskim okruženjima gdje je seizmička refrakcija nepouzdana.