根據地殼中各種巖石和礦體之間存在的電磁學性質的差異，通過對電磁場觀測，以探查地質構造和尋找有用礦產。電法勘探主要利用巖石的導電性、介電性、導磁性和電化學性質(見巖石物理性質)。當地下巖層和礦體的電學性質沿水準方向和垂直方向發生變化時，地面觀測到的電磁場空間分佈便相應地發生變化。根據電磁場空間分佈的異常特徵，人們可以推斷地質構造或礦體的存在狀態，包括大小、形狀、位置、埋藏深度和物性參數等，從而達到勘探的目的。電法勘探的方法有許多種，常用的方法有電阻率法、充電電法、激發極化法、自然電場法、大地電磁法和電磁感應法等。電法勘探的應用范圍很廣，主要用於尋找金屬和非金屬礦床，勘查地下水和能源資源，並解決一些工程地質問題。
發展簡史 電法勘探自19世紀初開始實驗研究。1835年福克斯(R. W.Fox)用自然電場法找到瞭第一個硫化礦。19世紀末期提出的利用人工場源的電阻率法，到20世紀初已較成熟。20世紀初確立瞭電阻率法和溫納爾裝置。激發極化效應的電化學過程是1920年發現的，經各國學者的深入研究，形成瞭激發極化法。電磁感應法於1917年提出，並於1925年首次獲得找礦效果。中國的電法勘探工作始於30年代，1949年以後才取得迅速發展。
電阻率法 此法利用巖石、礦石電阻率的差異，觀測地面上人工電流場（穩定的或準穩定的）的分佈規律。許多國傢用此法尋找石油、煤田、地下水和金屬礦床，都取得一定成效。圖1為電阻率法原理示意。由電源通過地面上一對金屬電極A、B向地下輸入強度為I的電流，使地中建立穩定電流場，在地面上另外兩個測量電極M、N之間觀測電位差△U，並按公式
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計算視電阻率ρs。通常以MN中點為測點，標示出 ρs值，便知ρs沿測線的變化情況。K稱為電極排列系數，它與A、B、M、N四個電極的相對位置和間距有關。對於一定的電極排列，K為常數。當地下隻有一種電阻率為ρ 的均勻各向同性介質時，ρs=ρ；當地下為非均勻介質時，ρs則取決於圍巖、礦體、測點位置和電極排列等因素。電阻率法按電極排列和工作方法的不同，又可分為以下幾種方法。
中間梯度法 供電電極A、B不動，測量電極M、N在A、B中間的1/3～1/2范圍內逐點移動，在每個測點上觀測△U和I，標出ρs值，並繪成剖面曲線圖。當A、B中間埋藏著高電阻率礦體時，則ρs增大；如有低電阻率礦體，則情況相反（圖2）。此法在尋找陡立高阻礦脈和平緩低阻礦體，以及作地質填圖時效果較好。
電測剖面法 各電極距離不變，且按特定方向排列，在沿測線的每個測點上測量ρs，繪成剖面曲線圖。根據電極的排列方式，電測剖面法又可分為聯合剖面法（圖3）、對稱四極剖面法和偶極剖面法等。
電測深法 測量電極 M、N不動，即ρs的測點不動，供電電極A、B選定多種電極距。工作過程中，由小到大改變電極距，使A、B極逐次向M、N極的外側移動，依次觀測△U和I，算出對應於各種AB值的ρs，繪成ρs隨AB/2變化的電測深曲線圖。當AB很小時，ρs主要反映地表層的電阻率；當AB逐次增大時，ρs逐漸反映深部地層的電性特征。依此，可探測地下不同深度的地質構造情況。本法也包含幾種不同的分支方法。主要用於探查地下的地質構造，借以尋找石油、天然氣和煤田，以及解決水文、工程地質問題。勘探深度最大可達幾公裡。
充電法 當在野外發現良導性礦體的一部分以某種形式出露時，用此法可以確定該礦體的走向、長度和空間產狀。圖4為充電法原理示意。將電源的一極與該良導體連接，形成一個大的供電電極A，電極 B則置於很遠（∞遠）處並接地。在地面測區內觀測等位線，或沿測線逐點觀測電位梯度，將觀測結果繪成等位線平面圖和沿測線的U與△U剖面曲線。地面上等位線的形狀與充電導體的大小和形狀有關。充電導體接近球形，等位線接近圓形，圓心與導體中心在地面的投影點重合；充電導體為拉長形，等位線接近橢圓，長軸方向大致與礦體走向重合。在兩個坑道或兩處豎井或兩口鉆井中發現良導體時，利用充電法可以瞭解這兩處導體是否相連接。
激發極化法 由電源向地下輸入人工電流I，由於礦體表面和孔隙溶液之間的電化學作用，地中電流使礦體產生激發極化效應，在電子導體表面形成雙電層（圖5a）。如礦體是致密型電子導電礦體，則在供電電流進入礦體的一端，礦體呈陰極極化（礦體內部帶負電，外部帶正電）；在電流流出的一端則相反。礦體在受到激發極化作用後，在礦體附近產生激發極化電流場（圖5c）。觀測激發極化電流場的分佈規律，可實現找礦的目的。激發極化法的應用范圍較廣。野外工作中可采用電阻率法中的任何一種電極排列。
按供電和測量內容的不同，可分為直流(時間域)激發極化法和交流（頻率域）激發極化法。用直流供電時，地下總電流場（供電電流與激發極化電流之和）的強度和分佈，一般主要決定於礦體的導電作用，因此觀測總電流場的電位差△U可獲得視電阻率ρs。激發極化電流場主要決定於礦體表面的電化學作用，同時也與電阻率有關。通常在供電電流斷電後觀測激發極化場的電位差△U2，並定義視極化率(ηs)為：
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△U2一般比△U小很多，故ηs常用百分數表示。通常在每個測點可得兩個參數(ρs，ηs)，在一條測線上可得兩種剖面曲線。當地下無礦體存在時，ρs和ηs沿測線均無顯著變化，皆為圍巖的正常背景值；當地下有礦時，除ρs有變化外，由於激發極化電流密度的增大，使ηs剖面曲線在礦體上方出現極大值(圖5b)。對於電子導電礦物呈星散分佈的浸染型礦體，其電阻率值通常與圍巖無明顯差異，但視極化率卻可有明顯異常。故對於找致密型礦和浸染型礦，激發極化法都是有效的。
交流激發極化法又分為兩種方法：變頻法和復電阻率法。變頻法通常用超低頻段（0.01～10赫）中兩種相差較大的固定頻率分別供電，觀測兩種頻率供電時電位差的幅值，獲得視電阻率 ρs1(用較低頻率觀測所得)和ρs2(用較高頻率觀測所得)，並由此算出“視頻散率”或（“視頻率效應”），數值上等於（ρs1-ρs2）/ρs2，其找礦原理與視極化率相同。復電阻率法利用的頻段比變頻法寬，用各種頻率分別供電，測量M、N極間電場的振幅和相位或虛分量和實分量等多種參量，算出復電阻率，利用各種參量的變化規律來尋找礦體。
激發極化法近年來又有新進展，利用供電電流和激發極化電流產生的磁場來找礦和進行地質填圖，稱為磁電阻率法和磁激發極化法。
自然電場法 利用自然電場進行找礦和解決其他地質問題的方法。對於自然電場的產生原因，目前尚有不同見解。較早的看法是，電子導體的礦體受地下水作用，其上部發生氧化作用，下部發生還原作用，礦體內外便形成自然電流（圖6b），並常在礦體上方的地表觀測到負的自然電位異常（圖6a），據此可以實現找礦。第二種觀點認為礦體本身並不參加化學反應，隻起傳遞電子的作用。認為地下潛水面以上巖石孔隙中的溶液起氧化劑作用，地下潛水面以下起還原劑作用。此外還有所謂電極電位學說和濃差電池學說等。對於離子導體情況，地下水在巖石孔隙中流動時，由於水溶液中常含有大量的正、負離子，而且巖石顆粒有吸附負離子的作用，致使地下水帶走大量的正離子，形成自然電場。觀測此種自然電場，可以確定地下水的流動方向，估計流動速度，探查地下水源位置。自然電場法在水文地質等工作中有廣泛應用。
大地電磁法 利用大地中廣泛分佈（幾百公裡或更大范圍）的不穩定的天然電磁場(常用頻率范圍為10-4～104赫)可以進行地質普查。引起大地磁場的原因，一般認為是太陽輻射狀態的變化，電離層中電流體系的擾動以及雷電作用等。高頻電磁場穿透深度小，低頻電磁場穿透深度大。利用這種規律可使探查深度由淺至深，達數十公裡甚至百公裡以上。因此本法常用於勘查深部地殼構造。
電磁感應法 其原理(圖7)是用人工激發的電磁場使礦體產生感應電流，觀測感應電流在空間形成的異常電磁場，根據異常場的分佈規律進行地質找礦。本法多用於尋找良導性的金屬與非金屬礦床。它也有許多分支方法。如按場源形式劃分有長導線法、不接地回線法、電磁偶極法等；按觀測內容劃分有振幅法、相位法、傾角法、橢圓極化法、振幅比－相位差法等；按采用的頻率種類劃分有單頻法、雙頻法和多頻法等。大多數電磁感應法不用接地電極，因此不受野外接地條件的限制，可在凍土帶、冰川、沙漠區進行工作，也可在空中觀測。
