地質雷達利用超高頻電磁波探測地下介質分布,它的基本原理是:發射機通過發射天線發射中心頻率為12.5M至1200M、脈衝寬度為0.1 ns的脈衝電磁波訊號。當這一訊號在岩層中遇到探測目標時,會產生一個反射訊號。直達訊號和反射訊號通過接收天線輸入到接收機,放大後由示波器顯示出來。根據示波器有無反射汛號,可以判斷有無被測目標;根據反射訊號到達滯後時間及目標物體平均反射波速,可以大致計算出探測目標的距離。
由於地質雷達的探測是利用超高頻電磁波,使得其探測能力優於例如管線探測儀等使用普通電磁波的探測類儀器,所以地質雷達通常廣泛用於考古、基礎深度確定、冰川、地下水污染、礦產勘探、潛水面、溶洞、地下管纜探測、分層、地下埋設物探察、公路地基和鋪層、鋼筋結構、水泥結構、無損探傷等檢測。