الجيوفيزياء الاستكشافية هي الفرع التطبيقي لعلم فيزياء الأرض، والذي يستخدم طرقًا خاصة بالأرض لقياس الخصائص الفيزيائية لطبقة الأرض الموجودة تحت السطح، وكذلك الشذوذ في هذه الخصائص، وذلك من أجل التنقيب عن وجود المعادن الخام والهيدروكربونات والخزانات الحرارية الأرضية، وخزانات المياه الجوفية وغيرها من البنية الجيولوجية، أو استنتاج أماكنها.
والجيوفيزياء الاستكشافية هي التطبيق العملي للطرق الفيزيائية (مثل الزلزالية والجاذبية والمغناطيسية والكهربائي، والكهرومغناطيسية) لقياس الخصائص الفيزيائية للصخور، وعلى وجه الخصوص، للكشف عن الاختلافات الفيزيائية القابلة للقياس بين الصخور التي تحتوي على رواسب خام أو هيدروكربونات وتلك التي لا تحتوي.
يمكن أن تستخدم الجيوفيزياء الاستكشافية للكشف بشكل مباشر عن الأسلوب المستهدف للتمعدن، وذلك عن طريق قياس الخصائص الفيزيائية مباشرة. فيمكن، على سبيل المثال، قياس تباين الكثافة بين خام الحديد وصخور السيليكات الجدارية، أو قياس تباين الموصلية الكهربائية بين معادن الكبريتيد الموصلة ومعادن السيليكات العقيمة.