电法勘探
通过对人工或天然电场（或电磁场）的研究，获得岩石不同电学特性的资料，以判断有关水文地质及工程地质问题。常用的是直流电法勘探，主要研究岩石的电阻率和电化学活动性，可分为电阻率法、自然电场法和激发极化法等。
电阻率法
自然界中各种岩石的导电性能不同。一般情况下，岩浆岩、变质岩和沉积岩中的致密灰岩的电阻率都很高，超过10～欧姆·米，只有当它受风化，构造破碎时，由于含泥量增多，水分增加时，其电阻率值才降到102）欧姆·米级或更小。含泥质沉积物或含高矿化度地下水的砂砾石层，其电阻率较低（10～102）欧姆·米级）。电阻率法常用于探测风化壳的厚度，覆盖层下新鲜基岩面的起伏、盆地结构形态、储水构造，追索古河道，圈定岩溶发育带，确定断层位置等。
自然电场法
当地下水在孔隙地层中流动时，毛细孔壁产生选择性吸附负离子的作用，使正离子相对向水流下游移动，形成过滤电位。因此作面积性的自然电位测量，可判断潜水的流向。在水库的漏水地段可出现自然电位的负异常，而在隐伏上升泉处则可获得自然电位的正异常。
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。
应用地球物理学的原理进行工程地质、水文地质调查的勘探和测试方法。它是地球物理勘探的一个分支，简称工程物探。由于各种岩石或地质体在密度、磁性、导电性、弹性、放射性等物理性质上存在着差异，人们用不同方法和不同仪器，测量其天然或人工的地球物理场，并分析研究由于这些物理性质差异而引起物理场的变异，再经推断解释，以了解地下地质情况；或利用仪器直接测定岩体的物理特性，提供工程设计需要的参数。水利工程地质勘察中广泛而正确地运用工程物探，可加快勘测速度，降低成本，还可得到岩体原位的物性参数，对工程地质条件的定量评价起到促进作用。中国水利工程地质勘察中应用工程物探始于20世纪50年代初。常用的方法主要有地震勘探、电法勘探、弹性波测试和测井，此外还有放射性勘探、微重力勘探、磁法勘探等。
地震勘探 由人工激发的地震波，在往地下传播时碰到密度、弹性不同的两种介质的分界面就要发生波的反射、透射和折射。其中反射波直接返回地面，透射波即透过界面进入下部地层。唯有入射角θ1（射向界面时与界面法线的夹角）等于临界角i（其值由上、下地层的地震波传播速度υ1与υ2之比决定）的那部分地震波，在抵达分界面后将沿入射角平面产生折射，以界面速度（即下部地层的波速υ2）在界面上向前滑行，并在所到之处随即形成一种新波，此新波以与界面法线呈临界角i射向地面，称其为折射波。反射波和折射波返回地面被预置的检波器接收，并由地震勘探仪记录从震源出发到达检波点的传播时间和振动特性。震源周围有接收不到折射波的区域称为盲区，传播时间是由这些波的行程和沿途介质的地震波速度决定的。在震源与检波点间的距离选定后，波的行程就取决于界面深度，故可借此进行地质勘探。利用反射波的称为反射波法，利用折射波的称为折射波法。
由于工程勘察的勘探深度较浅，折射波法比反射波法干扰少，容易识别，且能测定界面速度，从而了解下层的岩性和探查断层等，因此应用比较普遍。但折射波法要求震源强度大，又有盲区和下层波速必须高于上层的限制。为了避免这些缺点，近年来工程勘察部门对浅层反射波法也在加强研究和实验。地震勘探在水利工程勘察中主要用来测定地质界面的深度和形态，如覆盖层、风化层、滑坡体的厚度和地下水位，以及探查断层、破碎带等（见彩图）。反射波法还可探查岩溶洞穴。