La gravimétrie étudie la variation spatiale du champs gravifique terrestre. Ces variations dépendent notamment de la distribution inhomogène des unités géologiques dans le sous-sol. Une analyse détaillée de ces variations permet la reconstruction d’un modèle de densité du sous-sol.

La gravimétrie est particulièrement adaptée à la détection des cavités en raison du fort contraste de densité entre un vide et sa roche encaissante.

L’exploration gravimétrique est présentée sous forme de profils ou de cartes. La microgravimétrie se concentre sur l’analyse des structures de petite taille alors que la gravimétrie permet de mettre en évidence des variations régionales de la géologie.

Les mesures brutes sont corrigées entre autres des effets perturbateurs de la topographie, des marées solaires et lunaires ainsi que, pour la microgravimétrie, des effets des bâtiments et des fondations.