早在17世纪人们便尝试用罗盘寻找磁铁矿，20世纪初，各种物探方法才广泛地用于找矿勘探与工程勘察。60年代以来，由于物理学、数学、特别是电子技术、计算机技术的发展，大大促进了各种物探方法以及仪器设备的发展与改革。例如，50年代工程物探常用的光点地震仪已被信号增强型地震仪以及轻便的数字磁带地震仪所替代。地球物理场的观测空间已从地面发展到地下（如地下物探）、水域（如海洋物探）、低空（如航空物探）以至空间的遥感技术等。
工程物探具有“透视性”、效率高、成本低以及可以在现场进行原位岩土物理力学性质测试等优点，在工程勘察中日益得到重视和发展。但是各种物探方法都具有条件性和局限性，多数方法还存在多解性，因此正确选择和运用各种物探方法，进行综合物探，并与现有的地质、钻探资料作对比，才能获得好的地质效果。
反射波法
反射波形成的条件是界面两侧的波阻抗（地层速度与密度的乘积）有差异，差异越大反射波越强。由于采用信号叠加技术以及轻便的可控振动器做振源，已经可以获得深度约50米，甚至更浅的浅层反射记录。
以上所涉及的激发方式主要产生纵波（压缩波）。在测定岩石动弹性模量时，常用垂直于测线方向水平激发的方式产生横波（剪切波）。水是不传递横波的，故在水文地质、工程地质勘察中发展横波技术是有前景的。
钻孔地震波测速法
在钻孔中利用直达波测定地层波速的方法。有单孔法和跨孔法两种。单孔测速法是在孔口附近激振，在钻孔内的不同深度上安置探头测定直达波的初至时间。探头是由两个互为正交的水平检波器和一个垂直检波器组成。利用气压附壁装置，可使探头紧贴井壁。测定纵波速度（vp）时，须作垂直激振。测定横波速度（vs）时，须作水平激振，通常是在压有重物的厚木板两端作水平振击以激发横波。根据直达波穿过某地层所需的时间及该地层的厚度可算出地层速度。在较深的钻孔中可用“附壁式井下锤”激发横波。已知激振点到检波器的距离以及直达波的行进时间便可算出地层波速。
电法勘探 方法种类繁多，水利工程勘察中常用的有下列各种。
①电阻率法是利用地质体导电性的差异，建立人工电场并进行观测，求得某个测点下面不同深度或剖面上不同测点的视电阻率后，再进行推断和地质解释。前者称为电测深法，后者称为电剖面法。电测深法用以探测比较平缓的岩层和成层地质体的垂向分布，如测定覆盖层、风化层厚度等。电剖面法则可探查水平向地质情况的变化，如寻找断层破碎带、进行地质填图等。
②充电法是对良导电体充电，在地面观测电场的形态，用来测定地下水的流向流速及追索岩溶暗河等。
③自然电场法是测量地层过滤吸附作用造成的渗透电场，用来进行地下水流向测定等水文地质调查工作，还可用于探查水库的渗漏地段和岩溶。
④激发极化法是利用离子导体的激发极化效应，测定岩体的视极化率等参数，可进行岩溶调查、寻找断层破碎带、测定含水层位置等有关地下水资源和水库渗漏方面的探查工作。
⑤甚低频法、无线电波透视法和地质雷达法是利用地质体对电磁波的传播、吸收、反射特性，分别用以查找浅部的、两个钻孔（或探洞）之间和地下洞室周围存在的岩溶、断层破碎带等。