在海洋油气勘探中，利用地震资料不仅能确定地下的构造形态、断裂分布，而且能了解地层岩性、储层厚度、储层参数，甚至能直接指示地下油气的存在。在油气开发中，地震资料与测井、岩心资料，以及其他地下地质资料相结合能对油藏进行描述和监测，地震技术远远超出了石油勘探领域，已应用于石油开发和生产领域。
在陆地进行施工时，是将检波器埋好后激发震源并接收信号。海上接收地震波的设备与陆上大相径庭，接收地震波的海洋检波器（又称压电检波器或水听器）密封在长拖缆中，放在水下一定深度，由深度控制器保持它在记录时深度不变，或放置于海底，接收来自震源的信号。
水声换能器是将电信号转换为水声信号或将水声信号转换为电信号的器件，其在声呐中的地位类似于无线电设备中的天线，是在水下发射和接收声波的声学器件。将电信号转换成水声信号的换能器，用来向水中辐射声波，称为发射换能器；将声信号转换成电信号的换能器，用来接收水中的声信号，称为接收换能器，也常称为水听器。
在海上进行地震作业一般分为漂浮缆（拖缆）地震勘探和海底地震勘探两种。
漂浮拖缆地震勘探是海上油气勘探的主要方法，在海上作业的物探船舶将电缆和震源拖在船尾，一边航行一边进行激发和接收。漂浮拖缆地震勘探具有许多优点：由船拖着震源和检波器连续航行作业，不需要像陆地一样因放炮而需钻炮眼；能够适应的水深范围比较宽，从深水到浅水都可以使用，只要物探船舶能够航行即可；因为海上没有障碍物，地震队员可以连续施工，并可将全部地震设备装在一条船上；船上设雷达和导航系统，无论白天黑夜、晴天雨天，都可以全天候作业。因此，海上地震工作速度快、成本低、质量好，更便于找到油气田。但漂浮拖缆地震勘探方法也有不足，例如外界干扰因素多、鬼波影响难以克服、采集脚印严重等，同时采集资料信噪比、分辨率提高等也都受到限制。
在进行海上地震勘探时，一般需要将震源和接收器均置于水面以下一定的深度。由于海水与空气是一个良好的反射面，因此，接收器除了接收到通常的反射波外，还将接收到与海水面的反射作用相关联的伴随波，通常称为虚反射，也称鬼波。
海底地震勘探是将检波器放置于海底，检波器可以铠装在电缆或光缆中，也可置于独立的网格列阵节点仪器中，接收来自震源船舶或置于海底的震源发射的信号。由于检波器受到水深压力的限制，海底地震勘探只适用于浅、中深度水深的海洋地质勘探。海底地震勘探的优点主要有：一是检波器位置固定，可在海上有密集生产平台或其他障碍物的区域开展地震采集工作；二是由于检波器放置在海底干扰少，位置固定，适宜进行油藏地震监测；三是电缆沉放在海底，噪声小、频带宽，并且易于消除鬼波影响，资料的信噪比有很大提高；四是可以方便地实施长偏移距、宽/全方位地震数据采集，降低采集脚印对后期资料处理解释的影响，宽／全方位采集费用甚至低于拖缆宽方位采集；五是可采集多波多分量数据，联合纵波和转换横波信息进行油气检测，能提高解释精度，降低勘探风险。
利用海底地震采集技术更易于进行4D油藏监测，这也是推动海底地震采集技术快速发展的重要原因之一。通过4D油藏监测油藏变化、识别泄油模式和死油区的位置，可以优化油田开发，延长油田寿命，在提高采收率的同时，也能大大降低勘探风险。据估算，海上4D油藏监测至少可使油田剩余储量的10％变为可采储量，而由此增加的费用不到1％。4D油藏监测可使发现石油的概率提高到65％～75％