1、水下重力测量

将重力仪安放在船上（动态）或经过密封后放置于海底（静态）进行观测,以确定海底地壳各种岩层质量分布的不均匀性.由于海底存在着具有不同密度的地层分界面,这种界面的起伏都会导致海面重力的变化.通过对各种重力异常的解释,其中包括对某些重力异常的分析与延拓,可以取得地球形状、地壳结构以及沉积岩层中某些界面的资料,进而解决大地构造、区域地质方面的任务,为寻找有用矿产提供依据.

2、水下磁力测量

利用拖曳于工作船后的质子旋进式磁力仪或磁力梯度仪,对海洋地区的地磁场强度作数据采集,进行海洋磁力观测.将观测值减去正常磁场值并作地磁日变校正后,即得磁异常.对磁异常的分析,有助于阐明区域地质特征,如断裂带的展布、火山岩体的位置等.详细磁力调查的结果,可用于海底地质填图和寻找铁磁性矿物.世界各大洋地区内的磁异常,都呈条带状分布于大洋中脊的两侧,这种条带状磁异常被看成是大洋地壳具有的特征,由此可以研究大洋盆地的形成和演化历史.

3、水下热流测量

利用海底不同深度上沉积物的温度差,测量海洋底的地温梯度值,并测量沉积物的热传导率,可以求得海底的地热流值.热流量的数值变化及其分布特征,直接反映出地球内部的热状态,为认识区域构造及其形成机制提供依据.地热流资料对于研究石油成熟度具有重要意义,直接关系到盆地含油气的评价.

4、水下地震测量

根据震源产生的形式分为天然地震和人工地震两大类.

水下地区的人工地震测量,是利用炸药或非炸药震源激发地震波,观测在不同波阻抗界面上反射,或在不同速度界面上折射的地震波.折射波法主要用来研究地壳深部界面和上地幔的结构,也称为深地震测深.它要求有强大的低频震源（例如使用大炸药量爆炸或使用大容积的空气枪激发）,在运动中依次产生地震波,而在相当的距离之外观测地壳深部界面上的折射波和广角反射波（动爆炸点法）.至于浅层折射,除利用声呐浮标获取沉积层中速度资料之外,现已很少使用.反射波法在近海油气勘探中获得广泛的应用.