Sóng địa chấn (Seismic wave) là dạng sóng cơ học chứa năng lượng phát sinh từ nguồn chấn động trong đất như động đất, núi lửa, nổ, đập, rung,... và truyền qua các lớp của Trái Đất.
Khi dao động nhỏ không gây biến dạng môi trường thì nó là sóng đàn hồi (elastic wave). Những nguồn tự nhiên hay nhân tạo không kiểm soát thì tạo ra sóng biên độ nhỏ thường được gọi là vi địa chấn (microtremor) hay rung chấn môi trường (ambient vibration). Tốc độ truyền của sóng phụ thuộc vào mật độ và độ đàn hồi của môi trường, có xu hướng tăng theo độ sâu. Tốc độ sóng dọc P thay đổi từ 0,33 km/s trong không khí, 0,3 - 1,5 km/s ở lớp trên mặt đất, 1,45 km/s trong nước, 1,5 – 8 km/s ở vỏ Trái Đất đến 13 km/s ở quyển manti. Các nguồn chấn động tạo ra các loại sóng khác nhau với tốc độ truyền khác nhau. Sóng có thể lan truyền trên mặt thoáng của thạch quyển - thủy quyển, hoặc xuống dưới sâu. Khi gặp một ranh giới địa chấn thì xảy ra sự khúc xạ hoặc phản xạ của sóng địa chấn, và điều này được sử dụng trong Địa vật lý để nghiên cứu cấu trúc của phần bên trong của Trái Đất.
Vật lý Địa cầu sử dụng các quan sát ở Trạm quan sát địa chấn bằng địa chấn kế (seismometer) hoặc gia tốc kế (accelerometer), đo đạc cường độ và sự khác nhau về thời gian truyền các loại sóng để xác định vị trí và cường độ nguồn của chấn tâm (hypocenter), cũng như để nghiên cứu cấu trúc trong lòng Trái Đất. Địa vật lý thăm dò sử dụng nguồn phát sóng nhỏ và thu nhận sóng bằng các đầu thu sóng địa chấn (geophone) hay đầu thu sóng địa chấn trong nước (hydrophone) và ghi bằng máy ghi địa chấn (seismograph) hoặc máy ghi chuyên dụng khác, để điều tra cấu trúc nông bên dưới mặt đất mặt nước, phục vụ các dạng khảo sát địa chất và tìm kiếm khoáng sản.