利用天然地震或人工激發所產生的彈性波(地震波)在不同介質中的傳播規律，來探測海底地殼和地球內部結構的地球物理方法。
簡史 海洋地震測量始于20世紀30年代末期。當時，除防水措施外，在儀器和方法上大都沿襲陸地人工地震測量技術：以炸藥做震源，用密封的檢波器接收，將地震波記錄到感光紙上再進行解釋。調查主要集中在瀕臨陸岸的淺水區。50年代，海洋地震測量仍舊使用炸藥震源，接收裝置采用晶體(酒石酸鉀鈉)檢波器，用光點式地震儀在觀測船行進中采集數據。50年代末期，由于多次覆蓋技術的出現和數據的重復處理，導致了震源、接收和記錄裝置的更新，以模擬磁帶地震儀取代光點式地震儀，并普遍采用非炸藥震源（壓縮空氣槍、電火花震源），用漂浮組合電纜在水下接收。裝備的改善提高了探測的速度和地質效果，促進了近海石油資源的勘探和開發。60年代開始用地震聲學浮標和雙船地震測量技術接收深部的折射波和廣角反射波，研究地殼的深部結構。60年代中期，由于電子計算機和計算技術的發展，促使70年代初數字地震儀逐步代替模擬磁帶地震儀，又由于采用多次覆蓋技術和覆蓋次數的增加，使水下接收裝置由24道發展到96道，從而也相應要求提高震源的能量與效率。數字處理技術的不斷完善提高了地震信息的利用率（地震波動力學特點），并促使地震地層學和直接找油的烴類檢測技術的建立。80年代以來，海洋地震向高的接收道數(240)和震源的大容量發展,能獲取深部地震信息；在局部地區的測量中使用三維地震技術詳細研究含油氣構造，提高了找油的命中率；不斷擴大動力學信息的運用，使地震地層學和烴類檢測技術更加完善。
測量原理 地球是一個非均質彈性體，當發生地震或人工爆炸時，一部分能量以彈性波動的形式向四周傳播出去，地震波在傳播中遇到彈性不同的介質分界面時，一部分能量反射回到原來的介質中，形成反射波；一部分能量透過界面繼續向前傳播形成透過波（相當于光學中的折射波）。當入射角大于臨界角的反射波稱廣角反射波。當界面下層的波速大于上層波速，且當入射角達到臨界角時，透過波將沿界面滑行稱首波,或滑行波,又引起界面上部地層質點振動并返回地面，這種波稱為折射波。地震波在傳播過程中，質點振動所存在的空間范圍和傳播時間的關系稱為波的運動學特點，而波的振幅、頻率、波形等的變化稱為波的動力學特點，波的這些特點受地層的巖性、結構和厚薄的影響，是地震資料解釋的依據。
方法分類和應用 通常根據彈性波傳播機制的不同，將人工地震測量分為反射波法和折射波法兩大類，反射波法應用最廣泛。采用多次覆蓋技術的多道連續地震剖面測量，是查明海底沉積層構造、尋找油氣資源的首要手段（見
地震反射波法）；淺層高分辨率反射波法可用于了解
海底地形、疏松沉積和基底。用折射波法和廣角反射波法，包括單船加聲學浮標和多船（雙船、三船）幾種作業形式，是探測海洋地殼深部構造和結構的主要方
