自重磁电勘探技术诞生以来，因其具有覆盖面广、信息量大、周期短和成本低等优点，在地球深部构造成像、地质勘查、矿产资源勘查等领域得到了广泛应用。虽然早在1835年自然电场法就已经被用于寻找硫化金属矿并取得了成功，但早期多用于金属矿等固体矿产资源勘探，在石油勘探领域的应用直到20世纪20年代才有相关记载。1922年，基于重力勘探技术首次用于在墨西哥湾沿岸探测到和盐丘构造有关的油藏，后来随着石油作为最重要能源的地位日益重要，磁法勘探、电法勘探技术纷纷被引入石油勘探领域。
重磁电勘探技术应用于石油勘探有3个层次。第一个层次是石油地质普查，基于重力、磁力、电性异常探测地壳的基底结构、刻画地层断裂展布形态，寻找沉积盆地和有利于油气运移的地层断裂，从整个盆地着眼，了解区域地质概况及构造轮廓，初步查明生油和储油条件，寻找可能的含油气有利区带，对含油气远景进行评价。第二个层次是石油地质详查，在沉积盆地中划分构造单元，识别有利的油气运移与聚集结构组合。第三个层次是直接找油，即基于油气的存在对地球物理场有一定影响，这一性质将电性异常和磁性异常作为油气藏存在的直接证据。不过，直至20世纪后期各种勘探仪器精度得到大幅度提高和人工源电磁勘探技术成熟后重磁电勘探才被尝试用来直接找油，并且目前仍存在分辨率低和多解性强等问题，直接找油的效果还不尽如人意。
目前，重磁电勘探被广泛应用于对地质构造和岩体探测、山前带与构造复杂区勘探、深层地质目标勘探、火成岩发育区勘探、流体探测和直接找油。尽管因针对多种地球物理场进行勘探而具有地质、岩石物性和流体直接识别优势，但与地震勘探技术相比，由于存在混叠效应严重、分辨率低、多解性强等固有弱点，国内外基于重磁电勘探技术的石油天然气勘探经历了很多波折。其发展历程大致可划分为三个阶段：一是蓬勃发展与主角阶段。从20世纪初至50年代，由于地震勘探技术还不够成熟，重磁电勘探曾一度担当了地球物理勘探的主角。在这一时期，美国、苏联等国家基于重磁电勘探技术发现了一些油气田，中国则利用重磁电勘探技术在西部地区及主要沉积盆地开展了石油地质普查工作，为石油工业的早期发展奠定了基础。二是相对稳定与配角阶段。60—80年代，因地震勘探技术具有高精度和高分辨率勘探能力而得到迅速发展，重磁电勘探主要用于金属矿等固体矿产资源勘查，在石油勘探中的工作量相对减少，仅配合地震勘探开展一些新区普查和部分资料空白区的补齐工作。三是共同发展与互相配合阶段。90年代以来，由于地震勘探从二维向三维发展带来了石油勘探成本的显著上升，具有低成本优势的重磁电勘探技术重新引起了重视，并认识到它们在查清盆地地质结构、预测有利远景区等方面具有积极作用，因而国内外普遍采用“重磁电＋地震”的模式开展石油天然气勘探，即先基于重磁电勘探进行大面积地质普查，根据普查结果优选勘探目标，再基于地震勘探对勘探目标进行详查的方式寻找石油和天然气藏。
随着石油天然气勘探程度不断深入，勘探目标变得越来越复杂和隐蔽，由于拥有穿透力强等独特优势使重磁电勘探技术在石油天然气勘探中的地位更加稳固，但同时也对勘探精度提出了更高的要求。近年来，由人工智能、超级计算机、物联网、机器人、智能制造等一系列技术创新所带来的科技大发展为重磁电勘探技术进步奠定了基础，并为重磁电勘探技术指明了融合发展这一重要发展方向，出现了时频电磁勘探、广域电磁勘探等一系列新技术新方法，显著提升了重磁电勘探的精度。可以预测，高精度勘探、综合勘探（重力—磁法、电法—磁法）和联合勘探（重力—地震、电法—地震、电磁—地震）是未来重磁电勘探技术的主要发展方向。通过勘探仪器和设备的改进提高勘探精度和效率，在采集环节同时开展重力—地震、电法—地震、电磁—地震联合观测获得多物理场响应信息，在处理和解释环节综合利用多物理场进行智能联合反演和油气藏识别，地质成像与油气藏识别精度必将会得到进一步提高。