O método de refração sísmica é baseado no princípio de se gerar uma frente de ondas sísmicas por uma fonte de energia (marreta, explosivo, queda de peso) e registrar este sinal através de diversos sensores (geofones) os quais são cravados no terreno ao longo de uma linha. 

As ondas compressionais (ondas P) viajam nas rochas analogamente à propagação de ondas sonoras no ar. 

Frentes de ondas esféricas emanam da fonte, podendo-se imaginar as ondas sísmicas como raios sísmicos, os quais são normais à superfície esférica da onda. 

A velocidade com que a onda P se propaga no meio depende das propriedades físicas (p.e rigidez, grau de saturação, densidade) e do grau de homogeneidade e de fraturamento das rochas. 

Desta forma, o método de refração sísmica mede o tempo que uma onda compressional (onda P) ou cisalhante (onda S), gerada por uma fonte sísmica, leva para viajar através das camadas da Terra e retornar aos sensores (geofones) instalados ao longo de uma linha na superfície do terreno.