地球物理學家的研究物件是地球，或是地球某個區域性的岩石。科學家感興趣的地球內部，是肉眼甚至通常的光學方法所不能及的。X光可以透視人體，用在實驗室檢查岩石薄片的結構也還可以，但要穿透大塊的岩石就比較困難了。能對地球內部結構進行探測的工具，只有聲波。

在地球內部傳播的聲波，叫做彈性波或地震波。實際上能在岩石中傳播的是一種在彈性介質中傳播的機械波或彈性波。地震波是由於在天然地震和人工誘發地震時能觀察到的一種波。地震波的頻率要比超聲波的頻率低得多。在醫院用來檢查人體的超聲波由於頻率高，攜帶的能量少，因此穿透人體還可以，但穿透不了岩石層。

雖然都是彈性波，為什麼超聲波穿透不了岩石層，而地震波能穿透岩石層呢？這裡有兩方面的原因，一是波攜帶的能量，二是波長。地震波和超聲波都是介質的機械振動，這兩種波在地層中的傳播速度是相同的，但由於頻率不同，波長也不相同。例如，在地層中超聲波和地震波的速度都是4000米/秒，但超聲波的頻率是20000次/秒，在岩層中的波長僅0.2米；而地震波的頻率僅為2次/秒，波長達2000米，兩者相差1萬倍。

地震波是透過地震或人工爆炸產生的，能量遠大於用人工方法產生的超聲波。因此，能量弱、波長短的超聲波在岩層中傳播才幾米就消耗殆盡，而能量大、波長長的地震波則可以穿越幾十甚至幾百千米的岩層，頻率在1赫茲以下的地震波甚至可以穿透整個地球。通常頻率為幾十赫茲的地震波可在地層中穿透幾十至幾百千米，而聲波測井所用的頻率則是接近超聲波的20000赫茲的訊號，其在岩層中的傳播距離僅幾釐米至幾十釐米。