物理学上，若在某一空间定义了一个物理量，就称在这一空间存在着这一物理场。如在海洋中定义了海水速度这一个物理量，就称海洋中存在着海水速度场。
组成地球的物质具有密度这一物理性质，宏观上，地球表现出有质量的特性。在地球表面上一个单位质量的物体，一方面随地球自转受到离心力的作用，同时也受到地球质量体对它的引力作用，两者的合力称为重力。在地球周围空间，物体都要受到地球的重力作用，也就是说在地球周围空间存在着重力场。
在地球物理学研究中，地球的物理特性包括密度、弹性、导电性、导热性、磁性、放射性等物理性质。相应地，在地球表面存在着重力场、地震弹性波场、地下电流场、地球电磁场、地下温度场、磁力场、辐射场等物理场。
地球的物理性质由组成物质本身的材料（元素）、结构、温度、压力等环境因素所决定。不同元素的物理特性，是由原子的内外电子轨道结构、电子壳层的特点和原子核的质量，以及核的结构等决定。如密度和弹性取决于原子核和电子层的结构，磁性、电性和热性取决于电子层的结构及电子的运动状态，而放射性取决于原子核的结构。在宏观研究方面，物质的物理特性随不同的空间和时间变化而变化。如岩石物性随着岩石所处构造部位的不同而不同：构造破碎带中的岩石和围岩相比，常常表现为破碎带岩石的密度、磁性和弹性波传播速度值的相对降低，而当破碎带含水时，电阻率值也相应明显下降。
地球的表层岩石具有弹性，伴随某处构造应力的突然释放，将会在周围岩石层中引起机械振动，产生地震波并往外传播。大的地面振动将引起建筑物的破裂、倒塌，在海区诱发海啸，给人类带来生命财产的巨大损失。另一方面，通过地面若干台站的观测记录，可定位出发生应力释放的地点——震源位置。图1-1是利用国际地震中心（ISC）提供的资料制作的1990—2000年全球地震分布图。地震具有成带分布特点，这些地震带与板块构造的板块边界十分吻合。
图1-1 1990—2000年全球地震分布图（由ISC提供的资料制作）
由于地球物理场的存在，地球物理研究人员通过仪器观测获得大量地球物理场数据，经过模型简化，物理和数值模拟，资料处理和反演对地球内部和整体进行定量研究。根据观测的地球物理场不同，固体地球物理学的研究领域大体上可以分为以下6个方面：
（1）地震波场研究：有天然地震学和地震勘探（探测），后者研究人工源地震波场，涉及地震反射波（宽角反射和近垂直反射）、折射波、首波、转换波、面波和地球的自由振荡及脉动。
（2）位场研究：有重力学和重力勘探（探测），地磁学和磁法勘探（探测），以及古地磁研究。
（3）电磁场研究：指直流电场，天然电磁场和人工源电磁感应场的研究和勘探（探测）。
（4）地热场研究：指地下温度场和大地热流研究和利用。
（5）物理化学场研究：即放射性场的研究和应用。
（6）地球运动学和动力学研究：指综合地球物理场和地球动力学研究，即通过综合地球物理场分析来研究地球系统和其深部的介质结构与物质组成、状态及物质的运动，特别是深部圈层耦合、物质与能量的交换及其深层动力过程。
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