概念
verticalseismograph垂向地震儀最早的地震儀
地震儀這架儀器是銅鑄的，形狀像一個酒樽，四周有八個龍頭，龍頭對著東、南、西、北、東南、西南、東北、西北八個方向。龍嘴是活動的，各自都銜著一顆小銅球，每一個龍頭下面，有一個張大了嘴的銅蛤蟆，儀器的內部中央有一根銅質“懸垂擺”，柱旁有八條通道，稱為“八道，還有巧妙的機關。當某個地方發生地震時，懸垂擺撥動小球通過“八道”，觸動機關，使發生地震方向的龍頭張開嘴，吐出銅球，落到銅蟾蜍的嘴裡，發生很大的聲響。於是人們就可以知道地震發生的方向。
經過公元134年的甘肅西南部的地震試驗，完全證實了它檢測地震的準確性。它比歐洲創造的類似的地震儀早了1700多年。可惜的是東漢地動儀早已失傳，現在我們看到的地動儀都是後人根據史籍復原的。
由於地動儀只是記錄了地震的大致方向，而非記錄地震波，所以相當於是驗震器，而非真正意義上的地震儀。
現在的地震儀
記錄地震波的儀器稱為地震儀，它能客觀而及時地將地面的振動記錄下來。其基本原理是利用一件懸掛的重物的慣性，地震發生時地面振動而它保持不動。由地震儀記錄下來的震動是一條具有不同起伏幅度的曲線，稱為地震譜。曲線起伏幅度與地震波引起地面振動的振幅相應，它標誌著地震的強烈程度。從地震譜可以清楚地辨別出各類震波的效應。縱波與橫波到達同一地震台的時間差，即時差與震中離地震台的距離成正比，離震中越遠，時差越大。由此規律即可求出震中離地震台的距離，即震中距。值得注意的是，地震儀只能用於測量地震的強度、方向，並不能用於預測地震。
測量技術發展
公元132年，在京師(河南洛陽)盛傳著一個驚人的訊息，說太史令張衡發明了一種儀器，可以觀測到發生地震的時間和方位。但也有人不相信，認為地震發生在幾百里以外，人怎么能測出來呢？這不成“決勝千里之外”了嗎？張衡生於公元78年，死於139年，是我國古代傑出的科學家。他在數學、天文、地震等方面，都有突出的成就。張衡發明的儀器叫地動儀，這是世界上第一架地震儀。據《後漢書》記載，地動儀以精銅鑄造而成，圓徑達八尺，外形像個酒樽，機關裝在樽內，外面按東、西、南、北、東北、東南、西南、西北八個方位各設定一條龍，每條龍嘴裡含有一個小銅球，地上對準龍嘴各蹲著一個銅蛤蟆，昂頭張口，當任何一個方位的地方發生了較強的地震時，傳來的地震波會使樽內相應的機關發生變動，從而觸動龍頭的槓桿，使處在那個方位的龍嘴張開，龍嘴裡含著的小銅球自然落到地上的蛤蟆嘴裡，發出"鐺鐺"的響聲，這樣觀測人員就知道什麼時間，什麼方位發生了地震。
公元134年12月13日，這台地動儀西方的龍嘴張開了，銅球“鐺”的一聲落到蛤蟆嘴裡，測知洛陽以西發生地震。但由於洛陽沒有感到震動，所以很多人議論紛紛，說這台儀器不準。幾天以後，信使飛馬來報，距離洛陽以西一千多里的隴西（甘肅東南部）發生了地震，這才使朝廷內外“皆服其妙”。
近代的地震儀在1880年才製成，它的原理和張衡地動儀基本相似，但在時間上卻晚了1700多年。
我國第一個地震觀測台是1930年由著名地震學家李善邦主持建立的，位置在北京鷲峰。經過半個多世紀的奮鬥，我國地震台由一個發展到幾百個，目前已擁有全國基本台網，大地震速報台網，都可以由地震儀記錄下來，並報送到中國地震局分析預報中心，使我國地震觀測技術處於世界前列。
儀器工作原理
地動儀中有一根倒立的、重心較高的長木椎，處於不穩定狀態，這和倒豎一個啤酒瓶相似。當地震波傳來是，儀器的底座起始的運動方向是指向震中，向相反方向的。由於本身的慣性作用，這時候木椎倒下的方向，就是指向震中的。木椎倒下觸發了這個方向的一個槓桿，槓桿帶動這個方向的一個龍頭，龍頭就釋放了口中的木珠，從而指示了震中的方向。地動儀不能判定震中的距離和大小。
現在的地震儀原理的解釋出現在《新概念英語》第四冊的一篇課文上。文章的題目為《記錄地震》。那么，地震已是如何工作的呢？最粗糙的測試地震的方法是將不同高度的小圓柱體放在一個水平的平面上，當地震發生時，這些圓柱體會倒下。不同程度的地震會導致不同穩定性的圓柱體倒下。也就是說，當地震不強烈時，僅僅那些最不穩定的圓柱體倒下，而地震很強時，所有的圓柱體都會倒下。這只是簡單的一個測試地震的方法，無法精確的記錄地震的波動狀況。因此，這種測試工具需要進一步改進。
我們知道，當我們寫字的時候，筆在紙上移動，從而留下了痕跡。相反，如果我們保持筆不動而紙移動，我們也可以在紙上留下痕跡。這種原理可以用來記錄地震的波動情況。有些人會擔心，當地震發生時，紙和筆都在動，如何可以精確的記錄地震的運動情況呢？我們可以做一個小試驗。取一段長線（一米足矣），線上的一頭繫上一個重物，用手拿住線的另一頭，將重物懸於空中，但是保持重物的地段剛好輕輕接觸地面，然後輕輕的前後左右的擺動拿著線的手，你會發現重物的低端幾乎不會移動。這其中的原理就是慣性。線一端已經隨手的移動而移動，但是重物的一端由於慣性的作用，仍然保持在原處。也許移動的手會對重物的位置產生影響，這種影響已經通過長長的線大大地削弱了。同樣的道理，如果，我們將紙放在下面，用一支可以書寫的筆代替重物，我們就可以記錄地震的波動情況了。
事實上，為了記錄更精確，平鋪的紙可以用一個隨著輪子轉動的紙圈代替，這樣，當地震沒有發生的時候，筆會在紙上留下一條直線，當地面發生於此垂直的波動時，就會在紙上留下波浪狀的記錄。但是，問題是，無法記錄與直線同方向的波動。但是，多個不同方向的設備可以削弱這些不利情況。
