Η επεξεργασία σεισμικών δεδομένων περιλαμβάνει τη συλλογή, οργάνωση και μετατροπή των σημάτων κυμάτων σε έναν οπτικό χάρτη των περιοχών κάτω από την επιφάνεια της γης. Η τεχνική απαιτεί σχεδίαση σημείων και εξάλειψη παρεμβολών. Κάποτε, η σεισμική επεξεργασία απαιτούσε την αποστολή πληροφοριών σε ένα μακρινό εργαστήριο υπολογιστών για ανάλυση. Επί του παρόντος, φορητοί υπολογιστές εξοπλισμένοι με σεισμικό λογισμικό επιτρέπουν στους γεωφυσικούς να εισάγουν και να χειρίζονται δεδομένα επιτόπου.
Οι εκρήξεις από εκρηκτικά ή δονούμενες μηχανές που συμβαίνουν κατά την εξερεύνηση υδρογονανθράκων ή τις μελέτες γεωλογίας πετρελαίου παράγουν κύματα που ταξιδεύουν στο έδαφος και μπορεί να το αναγκάσουν να κινηθεί. Οι μελέτες θαλάσσιας γεωλογίας χρησιμοποιούν αεροβόλα που δημιουργούν κύματα πίεσης. Γύρω από αυτές τις συσκευές υπάρχει μια σειρά από γεώφωνα ή υδρόφωνα, τα οποία λαμβάνουν τα κύματα που αντανακλώνται από το υπέδαφος, τα μετατρέπουν σε ηλεκτρικό σήμα και καταγράφουν το χρόνο λήψης. Μια συγκεκριμένη περιοχή μπορεί να δεχθεί εκατοντάδες ή χιλιάδες εκρήξεις σε μια προκαθορισμένη χρονική περίοδο.
Η επεξεργασία των ακατέργαστων σεισμικών δεδομένων που λαμβάνονται από τα γεώφωνα απαιτεί από το λογισμικό να κάνει υπολογισμούς με βάση την απόσταση, το χρόνο και την ταχύτητα. Καθώς ένας υπολογιστής εκτελεί την επεξεργασία σεισμικών δεδομένων, τα σημεία σχεδιάζονται σε δισδιάστατα και τρισδιάστατα γραφήματα. Αυτές οι συντεταγμένες συχνά απεικονίζουν την απόσταση από μια συσκευή παραγωγής ήχου στα γεώφωνα. Άλλα σημεία αντιπροσωπεύουν το χρόνο ταξιδιού του κύματος από το σημείο προέλευσής του στα γεώφωνα. Η οθόνη απεικονίζει επίσης το βάθος που φτάνουν τα κύματα πριν ανακληθούν στην επιφάνεια.
Μετά τη συλλογή των ακατέργαστων δεδομένων και την πραγματοποίηση των απαιτούμενων υπολογισμών, το λογισμικό επεξεργασίας σεισμικών δεδομένων μπορεί να δημιουργήσει ένα δισδιάστατο γράφημα ανάκλασης. Εκτελώντας γεωμετρικούς υπολογισμούς με βάση το βάθος και το χρόνο, το πρόγραμμα μπορεί να δημιουργήσει μια τρισδιάστατη αναπαράσταση της περιοχής. Οι γεωλόγοι μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσουν χρώματα για να υποδείξουν διάφορα βάθη ή για να διακρίνουν μεταξύ των στρωμάτων. Συχνά, αυτές οι εικόνες απαιτούν λεπτομέρεια.
Η αποσυνέλιξη, στην επεξεργασία σεισμικών δεδομένων, συντομεύει τα κύματα ανάκλασης και μειώνει το φαινόμενο φάντασμα που μπορεί να προκύψει λόγω οργάνων, αντηχήσεων ή πολλαπλών ανακλάσεων. Αυτή η συνάρτηση δείχνει γενικά πιο ξεκάθαρα καθορισμένα επίπεδα. Η λειτουργία σίγασης εξαλείφει περιοχές που αποτελούνται κυρίως από θόρυβο ή πιθανώς επικαλυπτόμενες διαθλάσεις. Τα φίλτρα ανάλυσης ταχύτητας καθαρίζουν την εικόνα διαφοροποιώντας μεταξύ ενός πραγματικού σήματος κύματος και του θορύβου, με βάση τη συχνότητα και την ταχύτητα του κυματιδίου.
Χρησιμοποιώντας τον χρόνο ταξιδιού, την ταχύτητα του κύματος και τον αριθμό των κυμάτων που ανακλώνται, οι γεωφυσικοί μπορούν να προσδιορίσουν την πυκνότητα, το πορώδες και τον κορεσμό του υγρού του υποστρώματος. Όσο πιο πυκνός είναι ο σχηματισμός βράχου, τόσο πιο γρήγορα ταξιδεύουν τα κύματα και ο πορώδης βράχος επιβραδύνει την κίνηση των κυμάτων. Ομοίως, τα κύματα περνούν μέσα από περιοχές γεμάτες νερό γρήγορα, αλλά μέσα από θύλακες αέρα ή αερίου αργά.