遙感技術為地質研究和勘查提供了先進的手段，可為礦產資源調查提供重要依據與線索，為高寒、荒漠和熱帶雨林地區的地質工作提供有價值的資料。特別是衛星遙感，為大區域甚至全球範圍的地質研究創造了有利的條件。

常規的地質勘查工作都從點、線觀測著手，待彙集了大量的資料後才能描述一個地區的地質特徵，進而進行分析研究。利用遙感資料就可以首先從分析研究地區的遙感資料入手，然後有重點地選擇若干點進行野外觀測與驗證。這樣，不僅大大減少了野外工作量，節省人力、物力，還加快了速度，提高了精度。這對區域地質填圖是特別適宜的。

在地質構造方面，由於遙感影象具有廣闊的視域和逼真的影像，能真實地反映各種地質現象間的關係，因此，利用遙感影象進行地質構造分析，常能發現地面常規工作不能發現的地質構造，尤其是對於第四紀鬆散沉積物覆蓋下的一些隱伏構造，反映得相當清晰。

遙感技術在礦產資源調查方面的應用，主要是根據礦床成因型別，結合地球物理特徵，尋找成礦線索或縮小找礦範圍。透過成礦條件的分析，提出礦產普查勘探的方向，指出礦區的發展前景。例如，透過對吉林省陸地衛星影象的分析，曾發現銅礦的分佈與線性構造密切相關，對開發這個地區的銅礦有重要意義。

在工程地質勘測中，遙感技術主要用於大型堤壩、廠礦及其他建築工程的選址和道路選線，以及由地震、暴雨等造成的災害性地質過程的預測等方面。例如，山西大同某電廠選址、京山鐵路改線設計等，由於從遙感資料的分析中發現過去資料中沒有反映的隱伏地質構造，透過改變廠址與選擇合理的鐵路線路，在確保工程質量與安全方面起了重要作用。在水文地質勘測中，則利用各種型別遙感資料，查明區域水文地質條件和富水地貌部位，識別含水層及判斷充水斷層。例如，美國在夏威夷群島，用紅外遙感方法發現200多處地下水出露點，解決了該島所需淡水的水源問題。

此外，利用遙感技術可進行火山活動的監測、地震活動的調查、沙丘移動的研究等。