Die Refraktionsseismik basiert auf Studie der Ausbreitungsgeschwindigkeit der im Untergrund refraktierten Wellen. Die Analyse basiert auf der genauen Bestimmung der Laufzeit der Wellen zwischen einer Quelle und Geophonen genannten Vibrationsmessgeräten.

Eine Vorabschätzung der Tiefe des Untersuchungsziels erlaubt es, die Länge der Messauslage und der Akquisitionsgeometrie zu bestimmen. Für die meisten Untersuchungen wird eine Auslage mit der sechsfachen Länge der anzunehmenden Untersuchungstiefe verwendet.

Die Verwendung von tieffrequenten Geophonen bei der Datenaufnahme ermöglicht die Verwendung der gleichen Messungen für die MASW (Analyse von Oberflächenwellen) und die Erstellung von S-Wellen Geschwindigkeitsprofilen. Mittels VP und VS Profilen können geotechnische Parameter wie das Youngs-Modul, das Schermodul und das Kompressionsmodul bestimmt werden.