最初从震源发出的地震波通常以震源为中心向四周传播。如果震源周围的介质是完全均匀的（用专业术语讲是各向同性介质），则地震波的传播速度是恒定的，地震波的传播路径是直线，其波前面在某一时刻呈正球形（即球的半径在各个方向上都相等）。什么是波前面呢？如果将从震源向四周发出地震波比喻为射箭，这些被同时射出的箭的箭头在某一时刻的位置所组成的面就是波前面。由于在各向同性介质中波的运行速度是相等的，故波前面必然是一个正球面。不过，真实的地球是由不同类型的岩石组成的，且岩石通常呈层状分布，震源周围的介质是不均匀的（用专业术语讲是各向异性介质），因此地震波不再一往直前，其传播路径不再是直线，而是像光波和声波一样会在地层界面上发生反射、折射、衍射、衰减等现象，导致地震波的传播路径出现弯曲，其波前面也远不是正球形所能描述的。
在日常生活中，大家都会有这样的生活体验：可以通过照镜子来观察自己的容颜，这是光的反射现象；在山谷间大声喊叫，可以听到自己声音的回响，这是声音的反射现象；在阳光照射下插在碗中的筷子会出现变形，这是光的折射现象；唐代诗人张继在《枫桥夜泊》中说的“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”，是声音的折射现象。作为与光波、声波类似的波的一种，地震波具有波的一切性质，在地球内部同样会发生反射、折射等现象，利用斯奈尔定律可以解释这一现象。
斯奈尔定律，又称折射定律，由荷兰数学家、物理学家威尔布罗德·斯奈尔（WillebrordSnellvanRoijen，1591—1626）于1621年首次发现。斯奈尔定律的基本含义是，当光线由折射率（光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比）不同的第一种介质以某一角度进入第二种介质时，在平滑的分界面上会发生反射，一部分光线被反射回第一介质，另一部分光线则由第一介质进入第二介质时发生折射，如果光线垂直入射到两种介质的分界面上，则反射光线、折射光线会与入射波重合。
反射、折射与透射是几何光学中的关键术语。当光线从一种透明或半透明介质（第一介质）斜射入另一种介质（第二介质）时，在这两种介质的分界面上，一部分光线会被反射回原来的介质中，这种现象被称为反射；另一部分光线会从第一种介质进入第二种介质或沿介质分界面传播，此时光的传播方向及路径会发生变化，这种现象被称为折射。在折射中，如果一部分光线穿过第一介质后进入第二介质而形成出射，则有时把这种现象称为透射。在光学中，透射是一种通俗的或不规范的说法，实质上它是折射的一种特殊情况。
斯奈尔定律是几何光学领域最重要的定理之一。虽然斯奈尔定律最初是从光的传播现象中发现的，但事实证明它可以很好地解释其他类型波的传播规律，自然也包括地震波。
根据斯奈尔定律，地震波被激发后从震源出发，首先会向四周传播。由
于震源一般位于地面或近地表的地层中，且地震波很难在空气中传播，故在激发的初期大部分地震波从地表向地下传播，依次从上一个地层进入下一个地层。当这两个地层的波阻抗不同时，地震波在地层分界面上会被分成两部分，一部分被反射回上面的地层，形成反射波，另一部分继续向下面的地层传播，但传播方向会发生改变，形成折射波。至于有多少地震波变成反射波和折射波，反射角度和折射角度有多大，可由斯奈尔定律计算得到。此外，如果入射角达到某一个临界角的时候，透射角等于90度，透射波就会沿着地层分界面产生滑行波。滑行波在滑行过程中，地层分界面处的下伏介质中的质点会产生振动，形成新的震源，并在上覆介质中产生新的折射波。由于地层分界面两侧的岩性和岩石物性不同，地震波在界面上会发生反射、透射、滑行、折射等现象，形成反射波、透射波和折射波。
波阻抗指作用于单位面积内的应力与单位时间内垂直通过此面积的质点流量之比，或者使岩石中的质点产生单位振动速度所必须施加的应力。波阻抗因其具有反抗应力的阻力含义而得名。
地震波的反射、折射和透射等现象与光线照射到半透明的镜子上所发生的现象非常类似。地层界面相当于一面半透明的镜子。地壳中有很多地层和地层界面，因而地下会有很多面这样的镜子。地震波在每一个到达的地层界面上都会发生反射和折射，某些地震波会继续向下传播直至消失，还有少量的地震波会最终被反射回到地面，被布设在地面或地表附近的地震检波器捕获并记录下来，最终形成地震记录。