Gravimétrie
Les mesures de la pesanteur à la surface de la Terre donnent au géophysicien les moyens de modéliser la structure géologique du sous-sol. Etant donné que les mesures du champ de gravité sont seulement proportionnelles à la densité des roches, les modèles du sous-sol seront des modèles de densité.
Les appareils employés sont des gravimètres, qui mesurent des valeurs relatives de la pesanteur avec une extrême précision (mieux que 10-9 près !). S’ils peuvent n'être manipulés que par une seule personne, ils nécessitent néanmoins un calage altimétrique de précision (mieux que le centimètre ! d'où l'existence de bornes de référence altimétriques). Ils sont utilisés facilement dans n’importe quelles situations climatiques, géographiques et de relief c’est-à-dire en montagne, en forêt, en plaine, en ville, en galeries souterraines, sur les lacs gelés, les glaciers, etc.
Après l’acquisition des mesures et leurs validations, le géophysicien doit corriger ces mesures des effets de force de marée de la lune et du soleil. En comparant les mesures à des valeurs théoriques de gravité au même point de mesure, on élabore une anomalie dite de Bouguer (Pierre Bouguer (1698–1758)). Cette première interprétation peut aboutir à une analyse quantitative par l’élaboration d’un modèle géométrique 2D, 2,5D ou 3D du sous-sol géologique. On doit prendre soin de caler les hypothèses de travail sur des éléments reconnus provenant d’autres méthodes géophysiques ou provenant directement de forages mécaniques.
Les applications sont très diverses, notamment pour caractériser un aquifère, une cavité, un glacier, un dôme de sel, un site archéologique, un gîte métallifère. La gravimétrie aéroportée permet d’étudier d’importantes étendues en peu de temps, mais avec une précision moindre qu'en gravimétrie terrestre : cette technique donne des résultats applicables à l’exploration pétrolière et minière.