La sismique de réfraction est l'étude des vitesses de propagation des ondes réfractées dans le sous-sol. L'analyse est basée sur la détermination précise des temps de trajet des ondes entre une source d'énergie et des capteurs de vibrations appelés géophones. Les résultats de la sismique de réfraction nous permettent de définir les lithologies présentes, leur géométrie et les variations de vitesse au sein de ces unités.
Une estimation a priori de la profondeur de la lentille est utilisée pour définir la taille de l'appareil et la géométrie d'acquisition. Le choix de la source doit être optimisé en fonction de la profondeur d'investigation, du niveau de bruit ambiant et de la facilité d'accès au terrain. La plupart des relevés de sismique de réfraction peuvent être effectués à l'aide d'un pistolet sismique ou d'un marteau, mais des sources plus puissantes peuvent également être mobilisées.
L'utilisation de géophones à basse fréquence pour l'acquisition de données de sismique de réfraction permet le traitement des mêmes données en MASW (analyse des ondes de surface). Des profils VP et VS peuvent être obtenus, ce qui permet le calcul de paramètres géotechniques standard tels que les modules de cisaillement, de Young et de compressibilité.