在天然地震监测与人工地震勘探中，通常把能够监测地震和记录地震波的仪器称为地震仪。在地震勘探中，除了能客观而及时地将地面的振动感知、记录和存储下来，地震仪还是整个地震勘探系统的控制中心，承担着各种设备的状态监控和故障排查任务，并协调震源激发和数据采集系统的同步运转。
早期的地震仪以天然地震监测为主要目的，主要用于地震学家获知天然地震发生的时间、方位、震中等信息。20世纪初，石油天然气工业的崛起与兴盛推动了地震仪从地震监测向地震勘探发展，它不再局限于地震监测，而是通过主动激发和探测地震波的方式对地球内部进行成像。随着电子信息技术和精密仪器制造水平的快速发展，很多数字化和信息化领域的新技术新方法被引入到地震仪中，从传统的惯性摆锤发展到使用电磁传感器、压电传感器和微机电传感器来感知地震波，从传统的纸和笔记录方式发展到磁鼓、磁带、半导体等新型数字信息存储设备来记录地震波，使地震仪出现了翻天覆地般的进化，在近百年的时间里，先后形成了第一至第六代地震仪。
第一代地震仪为光点地震仪，诞生于20世纪30年代，并一直使用到50年代末（在中国使用到1965年）。光点地震仪以光点照相为标志，将经过放大、滤波和半自动振幅增益之后的地震波直接记录在光敏纸上。光点地震仪是最早应用于中国地震勘探的主要地震仪之一，在克拉玛依、玉门、大庆等油田的地震勘探中得到成功应用，为这些油田的发现立下了汗马功劳。
第二代地震仪为模拟磁带地震仪，诞生于20世纪50年代初，使用至70年代末（在中国使用至1979年）。模拟磁带地震仪以电磁感应和磁带记录技术为标志，并因所记录的地震信号为模拟信号而得名。
第三代地震仪为数字磁带地震仪，最早出现于20世纪70年代，并在70年代末和80年代初迅速取代模拟磁带地震仪，至1986年全部替换完成。数字磁带地震仪通过模拟/数字信号转换器（简称ADC，是一种将模拟信号转变为数字信号的电子元器件）将反映地震信号波形变化特征的模拟式电压信号转换为数字信号。数字磁带地震仪的诞生使地震仪进入了小型化和数字化阶段，带道能力可达数百至上千道。
第四代地震仪为遥测数字地震仪，是随着超大规模集成电路的发展于20世纪90年代初出现的。遥测数字地震仪与数字磁带地震仪的工作原理大致相同，所不同的是它采用一系列新技术，如超大规模集成电路和微处理器技术使其小型化，并把模拟箱体拆分为许多用轻便电缆相互连接的地面电子单元（俗称采集站），在计算机（主机）管理和控制下完成地震数据的采集。遥测数字地震仪解决了电缆限制带道能力增加的问题，带道能力可达几千道至上万道。
带道能力是地震勘探中的一个专用术语，指地震勘探仪器、地震数据采集系统或辅助设备所能承载的最大采集地震道数量，是一个反映地球勘探仪器硬件性能的重要指标。带道能力越大，表示地震勘探仪器的性能越强。
进入21世纪以来，基于Delta－Sigma技术和微机电系统（Micro－electromechanicalsystem，简称MEMS）的24位模数转换器型遥测数字地震仪成为主流，又称第五代地震仪。这些技术的引入使地震仪的模数转换器从传统的15位发展到24位，并使瞬时动态范围升至110分贝以上，使谐波失真度控制在0．001％以内，全面提高了地震仪的技术指标。大家可别小看这些性能指标的变化，它们意味着地震信号记录精度的大幅度提升。以瞬时动态范围为例，每提升1分贝，相当于信号精度提升10倍（可将分贝粗略地视为放大器输出与输入的比值）。
尽管第五代地震仪采用了一系列新技术实现了全数字化，但信号传输的方式没有根本变化，在地震勘探中仍然需要布设大量的线缆、交叉线和采集站，通过编码—传输—解码这一过程实现地震采集，这无疑限制了地震仪带道能力的进一步扩展，也会耗费大量的人力和物力，于是节点地震仪（第六代地震仪）应运而生，并得到快速发展。节点地震仪是一种以本地存储为主的独立地震信号采集单元，每个节点单元内置存储器和电池模块，可内置或外接单分量或三分量检波器，同时具备卫星信号接收、定位、授时和无线通信等功能。
Delta－Sigma技术是数字信号处理中的一种信号调制和过采样技术，它通过加密采样和提高采样速度的方式来实现采样精度的提高。微机电系统又称微电子机械系统，指尺寸在几毫米乃至更小的智能化传感装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，主要用于制造加速度计、马达（电动机）、振子、光学传感器、压力传感器、湿度传感器、陀螺仪等微型传感器。
节点地震仪具备连续工作时间长（连续工作时间可达30天甚至更长）、存储空间大［数吉字节（GB，1GB＝10亿字节）至数百吉字节）］、质量小（通常不足1千克）、抗干扰能力强、易拓展、体积小等优点，尤其是具备超强的带道能力，因而代表着当前及未来地震仪的发展方向。
地震仪是一种高科技产品，所采用的元器件品种繁多、系统复杂度和集成度很高，地震仪的研发和制造长期被国外少数公司垄断，从早期的光点地震仪、模拟磁带记录仪到数字磁带记录仪莫不如此。截至21世纪初，虽然国内一些企业也研发了一些小型的地震仪，但仅适用于浅层地震勘探和工程地质勘探，大型地震仪的研发基本上属于空白；国内地震勘探所用的地震仪基本上都是国外公司生产的，国内仅能制造一些辅助设备。为打破国外垄断，提高石油核心装备的自主研发能力和创新能力，中国石油于2006年立项开始自主研发大型地震仪器，并将其列为中国石油“十一五”重点科研项目。经过近5年的艰苦攻关，于2010年推出了ES－109型大型地震仪，并于2011年正式投入生产。2011年，此类型仪器在准噶尔盆地多个区块完成了近3万炮的地震勘探作业，经受住了高温、低温、特殊地表和各种恶劣天气条件的考验，证明了ES－109型地震仪的稳定性和可靠性。ES－109型地震仪具有万道以上的采集能力并采用了先进的网络遥测技术，不仅能满足目前常规地震数据采集的需要，同时能够支持高密度、大道数地震采集的要求，其整体性能达到国际先进水平，填补了国内不能制造大型地震仪器空白，结束了地震仪一直依赖进口的被动局面。
为了进一步加快新型地震仪的研发，更好地跟踪国际先进技术，满足大深度、高精度地震勘探的需求，中国石油与美国ION地球物理公司于2010年合资成立了英洛瓦（INOVA）公司，先后研制成功了G3i、Hawk、Quantum等地震勘探设备。，其中G3i地震仪已成为当前国内外石油勘探市场上用于陆地勘探的两大主流地震仪之一（另一主流地震仪是Sercel－508）。
G3i地震仪是将中国石油多年所积累的丰富的野外作业经验与当前石油勘探技术需求和发展趋势相结合而形成的新一代地震数据采集系统，其实时带道能力10万道以上，支持炸药震源和可控震源高效采集，支持实时数据质量控制，能够适应各种复杂地表条件下的地震勘探作业，在近年来的国内外地震勘探中得到了广泛应用。
在研发超万道国产化大型地震仪的同时，中国石油也在节点式多道遥测地震仪研发领域取得了突破。由于节点式地震仪从设计、施工理念上摆脱了传统束缚，可采用基于MEMS的传感器和FPGA封装的数字电路等先进制造技术，极大地降低了地震仪设计与制造的复杂性，使其成为赶超国外先进地震仪的突破口。eSeis节点地震仪突破了高精度采集、立体化质控、系统高效作业、海量数据合成等关键技术，具备适应复杂山地、沙漠、城区、丛林的全地形、全天候稳定作业能力。正是因为eSeis等节点地震仪具备很多传统地震仪所不具备的优点，近年来在石油天然气勘探中得到了广泛应用，不但大幅度提高了生产效率，还可以降低作业成本，推动了石油勘探进入节点时代。随着节点地震仪制造技术的不断提高和成熟，未来节点地震仪设备在增效降本和降低勘探风险方面的优势将进一步得到发挥，“高效采集＋节点技术”将成为未来地震勘探的行业发展趋势。
从第一代地震仪到第六代地震仪，从传统集线式地震仪到节点地震仪的发展历史表明，地震仪的升级换代是在机械制造、电子信息等高科技行业新技术成果的快速融入实现的。在当今科技进步更加迅速和地震勘探技术发展带来的新需求推动下，可以预见未来地震仪的各种性能将会继续提高，并朝着小型化、集成化、更低单道成本、更强采集能力、更好响应效果、更快工作速度、更高智能化程度等方向发展，实时、简便、环保、经济、高效是今后地震仪发展的目标。相信在不久的将来，随着超高速运算计算机、高密度数据存储、超高速大通量无线通信和精密光纤传感器等技术的发展，新一代数字地震仪的灵敏度、精度、抗干扰能力、传输存储能力、带道能力等还会继续提高，未来可实现从高山、沙漠、平原到浅海、深海、海陆过渡带的全地形地震资料采集，真正成为地球探测的千里眼和顺风耳。