علم ژئوفیزیک در بدو پیدایش فقط با مطالعه ی شکل و ساختار زمین سر و کار داشت ولی از اوائل قرن بیستم به بعد تکنیکهای ژئوفیزیکی بطور فزاینده ای در مقیاس کوچکتر و محلی در جستجسوی کانیها بویژه نفت در چند کیلومتری بالای پوسته به کار گرفته شده است. 

امروزه با توجه به بخشهای متنوع مطالعاتی ژئوفیزیک، اتحادیه های بین المللی تشکیل شده اند که مهمترین آنها هفت اتحادیه است که در اتحادیه ی موسوم به اتحادیه ی بین المللی ژئودزی و ژئوفیزیک (International union of Geodesy and Geophysics) به منظور هماهنگی جمع شده اند.

شروع علم ژئوفیزیک را می توان به کشف خاصیت مغناطیسی کره ی زمین در قرن یازدهم میلادی توسط چینیها و کشف قانون گرانش بوسیله ی نیوتن در قرن هفدهم میلادی نسبت داد. از دیدگاه کاربردی اولین گام در این زمینه در سال 1843 برداشته شد که قطب نما جهت کشف کانیهای مغناطیسی به کار گرفته شد.

در اثنای جنگ جهانی دوم برای تعیین محل توپها، زیردریایی ها، مینها و هواپیماها از روشهایی استفاده می شد که امروزه با توسعه ی بیشتر آنها، به عنوان روشهای اکتشافی در ژئوفیزیک محسوب می شوند.

یک برداشت ژئوفیزیکی، هدفهایی همانند تعیین محل ساختارها یا اجسام زمین شناختی زیرزمینی و نیز اندازه گیری ابعاد و ویژگیهای مربوط به آنها را دنبال می کند. هر برداشت ژئوفیزیکی، مجموعه ای از اندازه گیریهاست که معمولا با طرحی منظم بر روی سطح زمین، دریا و هوا و یا بطور قائم درون یک چاه آزمایشی، انجام می شود. این اندازه گیریها ممکن است حاصل از تغییرات فضایی میدانهای نیروی ایستا نظیر گرادیانهای پتانسیل الکتریکی، گرانشی و مغناطیسی باشد و یا از سرشتیهای میدانهای موج، مانند زمان سیر امواج کشسان یا لرزه ای و واپیچش دامنه و فاز امواج الکترومغناطیسی. 

در اندازه گیریهای گرانشی و مغناطیسی از میدانهای طبیعی نیرو استفاده می شود در صورتیکه در بیشتر روشهای لرزه ای و الکتریکی که با ویژگیهای کشسانی و الکتریکی سنگها سر و کار دارند، لازم است به زمین انرژی داده شود و پاسخ سنگها و لایه های بالایی پوسته آشکارسازی شود.