早在17世纪人们便尝试用罗盘寻找磁铁矿，20世纪初，各种物探方法才广泛地用于找矿勘探与工程勘察。60年代以来，由于物理学、数学、特别是电子技术、计算机技术的发展，大大促进了各种物探方法以及仪器设备的发展与改革。例如，50年代工程物探常用的光点地震仪已被信号增强型地震仪以及轻便的数字磁带地震仪所替代。地球物理场的观测空间已从地面发展到地下（如地下物探）、水域（如海洋物探）、低空（如航空物探）以至空间的遥感技术等。
井中无线电波透视法
无线电波是指频率在几十万赫至几十兆赫电磁波。当它在地下介质中传播遇到低阻的地质体时常被强烈吸收而大大衰减。在岩溶地区，用它探测溶洞效果甚好。工作时，将发射机和接收机分别置于相隔一定距离的两个钻孔内，若两孔之间都是均质的高阻灰岩时，沿井轴各点接收到的无线电波信号较强，如果在透视剖面上有低阻的充水溶洞等存在时，则在低阻体的背面形成一个无线电波信号被强烈衰减的阴影。运用“交会法”即可圈定被测异常体的位置和轮廓。
磁法勘探
根据岩石的磁性差异所形成的局部磁性异常来判断地质构造的方法。在工程勘察中，主要用于圈定岩浆岩体，特别是磁性较强的基性岩浆岩体，寻找有岩浆岩活动的断裂接触带，追索第四纪沉积物覆盖下的岩性界线等。大面积航空磁测资料可提供有关区域性的断裂构造、结晶基底的起伏等，为评价区域稳定性及寻找有利的储水构造提供依据。
电法勘探 方法种类繁多，水利工程勘察中常用的有下列各种。
①电阻率法是利用地质体导电性的差异，建立人工电场并进行观测，求得某个测点下面不同深度或剖面上不同测点的视电阻率后，再进行推断和地质解释。前者称为电测深法，后者称为电剖面法。电测深法用以探测比较平缓的岩层和成层地质体的垂向分布，如测定覆盖层、风化层厚度等。电剖面法则可探查水平向地质情况的变化，如寻找断层破碎带、进行地质填图等。
②充电法是对良导电体充电，在地面观测电场的形态，用来测定地下水的流向流速及追索岩溶暗河等。
③自然电场法是测量地层过滤吸附作用造成的渗透电场，用来进行地下水流向测定等水文地质调查工作，还可用于探查水库的渗漏地段和岩溶。
④激发极化法是利用离子导体的激发极化效应，测定岩体的视极化率等参数，可进行岩溶调查、寻找断层破碎带、测定含水层位置等有关地下水资源和水库渗漏方面的探查工作。
⑤甚低频法、无线电波透视法和地质雷达法是利用地质体对电磁波的传播、吸收、反射特性，分别用以查找浅部的、两个钻孔（或探洞）之间和地下洞室周围存在的岩溶、断层破碎带等。
此外，水利工程勘察中应用还不很普遍的几种物探方法有：放射性勘探是在地面测量放射线强度以探查断层或进行环境放射性污染的检测；微重力勘探是利用微重力仪测量重力场异常以探测岩溶洞穴等地质现象；磁法勘探是测量地磁场异常以探查含磁性矿物的地质体。
各种物探方法均有各自的特长，也都有其方法原理所决定的局限性，且在很多情况下单一方法的资料有多解性，为了取得比较理想的勘测效果，必须针对具体的工作任务，因地制宜，选择几种有效的方法进行综合物探。