برداشتهای چاه‌پیمایی:
در این برداشتها، تجهیزات ژئوفیزیکی در یک محفظه استوانه‌ای به نام سوند با قطر کمتر از گمانه، توسط یک رشته کابل متصل به دستگاه اندازه‌گیری سر چاه (سطح زمین)، به داخل چاه (گمانه) فرستاده می‌شود. ثبت پیوسته خصوصیات فیزیکی سازندهای موجود در داخل گمانه از اهداف این بررسی‌هاست. روشهای قابل اجرا در این بخش شامل روشهای صوتی، رادیومتری (پرتو نوترون، پرتو گاما، پرتو گاماگاما و ...)، مقاومت‌سنجی، ‌الکترومغناطیس‌القایی و ... است.

برداشتهای زمینی:

این برداشتها روی سطح زمین توسط دستگاههای مختص این امر انجام می‌شود. متنوع‌ترین برداشتهای ژئوفیزیکی در این بخش صورت می‌گیرد و بیش از سایر بخشها توسعه یافته است.

انواع روشهای ژئوفیزیک زمینی عبارتند از:

روش ثقل‌سنجی:

در این روش اندازه‌گیری تغییرات میدان جاذبه ‌زمین در نقاط مختلف آن انجام می‌شود. با توجه به وابستگی میان میدان جاذبه و چگالی توده‌های مختلف زیرسطحی، با ثبت میدان جاذبه می‌توان مواد معدنی با چگالی بیشتر یا کمتر از سنگهای درونگیر آنها را کشف نمود.
این روش را می‌توان در سطح زمین یا در داخل تونلهای زیرزمینی اجرا نمود. در اکتشافات هیدروکربوری این روش به همراه روش مغناطیس‌سنجی به عنوان یک ابزار شناسایی کاربرد دارد. اجرای این روش ارزان تر از روشهای لرزه‌نگاری و گران قیمت‌تر از سایر روشهای ژئوفیزیکی است. در مطالعات مهندسی و باستان‌شناسی خصوصاً برای کشف حفره‌های زیرزمین کاربرد ویژه دارد.
در روش ثقل‌سنجی، همانند روشهای مغناطیس‌سنجی، رادیومتری و برخی روشهای الکتریکی، اندازه‌گیری میدان با چشمه طبیعی زمینی انجام می‌شود.
اولین بار گالیله در حدود سال 1589 تاثیر شتاب جاذبه زمین بر روی اجسام با وزنهای مختلف را کشف نمود. پس از او نیز کپلر قوانین حرکت سیارات را اثبات کرد و بدنبال او نیوتن قوانین عمومی جاذبه زمین را در سال 1685 گزارش نمود.
پییربوگر طی سالهای 45-1735 بسیاری از روابط اساسی ثقل‌سنجی از جمله تغییرات شتاب جاذبه با ارتفاع، عرض‌جغرافیایی و ... را بدست آورد.
اولین دستگاه اندازه‌گیری میدان جاذبه (آونگ مرکب) در سال 1817 توسط کاپیتان هنری‌کِیتِر ابداع شد.
در سال 1901 اولین برداشت ثقل‌سنجی توسط رونالدفون اوتوس روی دریاچه یخی والاتون انجام شد و به تدریج این روش مطالعاتی گسترش یافت.
اولین اکتشاف ژئوفیزیکی نفت در دسامبر سال 1922 با اندازه‌گیریهای ثقل‌سنجی در میدان نفتی اسپین‌دلتا اجرا شد.

روش مغناطیس‌سنجی:
روش مغناطیس‌سنجی که قدیمی‌ترین روش ژئوفیزیک اکتشافی است؛ در اصول و حتی تعبیر و تفسیر شباهتهای بسیاری با روشهای ثقل‌سنجی دارد. اما به طور معمول این روش پیچیده‌تر است و تغییرات میدان‌مغناطیسی نیز نامنظم‌تر و محلی‌تر از شتاب ثقل زمین است.
در این روش اندازه‌گیری تغییرات میدان مغناطیسی زمین انجام می‌شود. چرا که برخی از مواد مانند مگنتیت در میدان مغناطیسی زمین، آنومالیهای بالای مغناطیسی نشان می‌دهند. کانسارهای آهن، مس‌های اسکارن، نیکل و آزبست به دلیل همراهی با کانه‌های مغناطیسی، با برداشتهای مغناطیس‌سنجی به راحتی قابل اکتشافند. حتی برخی از ژئوفیزیک‌دانان اکتشافی، این روش را برای اکتشاف طلای پلاسری به علت همراهی آن با ماسه‌های سیاه حاوی مقادیر بالای مگنتیت، توصیه می‌کنند.
اولین بار گیلبرت (سال 1600) پزشک مخصوص ملکه الیزابت اول در کتاب مغناطیس، مفهوم میدان مغناطیسی زمین را با تعیین جهت آن در هر نقطه از سطح زمین مشخص نمود.
در حدود سال 1640 به منظور اکتشاف آهن، در سوئد آنومالیهای محلی با اندازه‌گیری میدان مغناطیسی زمین شناسایی شد. در پایان قرن هفدهم استفاده از این روش مطالعاتی برای اکتشاف کانسارهای آهن امری متداول و معمول بود.
اولین مگنتومتر نسبتاً دقیق اندازه‌گیری میدان مغناطیسی در سال 1873 توسط پروفسور تالن ابداع شد.
  روش لرزه‌نگاری
اساس روشهای لرزه‌نگاری بر این حقیقت استوار است که امواج الاستیک با سرعتهای متفاوت در لایه‌های مختلف زیر سطح سیر می‌کنند. لذا در این روشها، امواج در یک نقطه تولید شده و در یک سری نقاط دیگر، زمان رسید انرژی منعکس یا منکسره از ناپیوستگی‌ها یا فصل‌مشترک لایه‌های مختلف اندازه‌گیری می‌شود. با استفاده از روش لرزه‌نگاری موقعیت و ساختار لایه‌های زیرسطحی مشخص می‌شود. مهمترین مزیت روشهای لرزه‌نگاری نسبت به سایر روشهای ژئوفیزیکی، این است که با بکارگیری مناسب این روش تفسیر دقیق‌تر و با وضوح‌ بیشتری از ساختار زیر سطح حاصل می‌شود.

عمده تئوریهای لرزه‌ای پیش از ساخت دستگاههای اندازه‌گیری آن شناسایی شده بود. پیش از اکتشافات لرزه‌ای، علم زلزله‌شناسی که در تئوری‌، شباهتهای زیادی با روش لرزه‌نگاری دارد؛ توسعه یافت.
در سال 1845، مالِت با ایجاد زلزله‌های مصنوعی، اندازه‌گیری سرعت امواج لرزه‌ای در لایه‌های مختلف زمین را آزمایش نمود.

در سال 1899، نات در یک مقاله علمی، تئوری مربوط به عبور امواج انعکاسی و انکساری از مرز بین لایه‌ها را گزارش نمود.
طی جنگ جهانی اول قوای درگیر در جنگ با انجام تحقیقاتی موقعیت توپخانه‌های سنگین یکدیگر را با ثبت زمان رسید امواج لرزه‌ای مشخص نمودند. اگرچه این تحقیقات خیلی موفق نبود، اما قدم موثری در توسعه لرزه‌نگاری اکتشافی قلمداد می‌شد. چراکه بر اساس نتایج تحقیقات فوق‌الذکر دانش فنی گسترش یافت و تجهیزات لرزه‌نگاری ابداع شد.

شناسایی گنبدنمکی اورچارد تگزاس در سال 1924 طی یک عملیات برداشت لرزه‌نگاری انکساری، اولین موفقیت عملی در کاربرد روشهای لرزه‌نگاری اکتشافی بود. تا سال 1930 اکثر گنبدهای نمکی کم‌عمق ایالت فوق‌الذکر با استفاده از این روش شناسایی شده بود. اما روش انعکاسی برای شناسایی سایر ساختارهای مدفون زمین‌شناسی مناسب‌تر تشخیص داده‌شد.
عمده کاربرد روشهای لرزه‌نگاری در اکتشافات نفت این است که در این بخش این روشها به‌طور وسیعی بکار گرفته می‌شوند. روشهای لرزه‌نگاری در شناسایی ساختارهای زمین‌شناسی بزرگ مقیاس به منظور بررسی‌های ساختگا‌هی و پروژه‌های مهم مهندسی نظیر تعیین عمق سنگ کف، شناسایی ذخایر شن و ماسه، شناسایی مناطق خرد‌شده آبدار و ... نیز کاربرد زیادی دارند.