物理探査（ぶつりたんさ）とは、「大地が発する物理現象や、大地に対して人為的に発生させた物理現象の反応を測定し、これを解析することによって、地下の状況を探査する技術」を言う。
この探査法は、特に鉱山等の資源を探査することを目的とする場合には「物理探鉱」と呼ばれる。探査機器の開発が進み、探査の簡便化・費用の低価格化が実現し、土木・環境調査などのために応用され、「物理探査」と呼ばれるようになった。
人工的に地震を発生させ、その伝播を測定し、これを解析することにより、地盤の地震波速度構造・音響インピーダンス構造を把握する。 伝播する（起振させる）地震波の種類により、いくつかの探査法がある。電気探査やボーリング調査と併用することにより、欲しい地質構造等を得ることができる。
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直接波
直接（屈折や反射しない波）伝播する波を用いて、伝播時刻の差により、地下構造を把握する。
起振源1点と多数の受振点の配列を扇型に配列（距離を同一にすることにより伝播時間を同一とする）し、伝播時間差を構造として把握する探査法である。
屈折波
土木・環境・考古学分野において、一般に弾性波探査と言えば、屈折法弾性波探査を指す。震源から発した地震波が地中で屈折して伝播した波形を受信し、ある仮定の下に解析することにより、地盤の弾性波速度構造を把握する。