در کاوش هاي ژئوفيزيکي برخي از مهمترين خواص فيزيکي زمين توسط ابزارهاي ويژه اندازه گيري شده و با تفسير نتايج بدست آمده، شرايط زير زمين نتيجه مي‌شود.در اين کاوش ها معمولا به دنبال يک ناهنجاري يا به زباني انحراف از مشخصات يکنواخت زمين شناسي هستيم. تغيير ناگهاني در جنس مواد، برخورد به يک گسل يا يک منطقه خرد شده يا لايه‌هاي آبدار مي‌توانند ناهنجاري‌هايي نسبت به شرايط طبيعي به حساب آيند.
کاوش هاي ژئوفيزيکي به منظور مطالعه زمين و شناخت پديده هاي موجود در آن، تفکيک و بررسي لايه هاي زمين، برآورد پارامترهاي ديناميکي لايه هاي سطحي، اکتشاف و برآورد حجم ذخاير زيرزميني از قبيل سفره هاي آب زيرزميني، معادن زيرسطحي و بسياري از مطالعات وابسته بدون هيچگونه عمليات حفاري صورت مي گيرد.
انجام چنين مطالعاتي بر اساس اصول فيزيکي از قبيل جاذبه گراني زمين، ميدان مغناطيسي،امواج لرزه اي، خواص الکتريکي و مقاومت ويژه سنگ ها و لايه ها انجام مي شود.
اهميت روشهاي ژئوفيزيكي در آن است كه به ژئوفيزيكدانان اجازه مي‌دهد تا خواص فيزيكي درون زمين را كه از دسترس مستقيم انسان خارج هستند اندازه‌گيري نمايند.