从野外采集到的原始地震记录经过复杂的处理后会转换为能够反映地下地质特征的二维或三维地震数据体。但地震勘探的最终目的是利用这些地震资料获知与油气有关的地下信息，如地下的地质构造是什么样的？哪里能生油？哪里能储油？与油气有关的地层的岩石物理性质怎么样？这就需要从地震资料所包含的大量地质信息中找出与油气有关的信息，需要采用某些方法与技术将地震响应信息“翻译”为地质信息，通常将这一过程称为地震资料解释。
地震资料解释指以地震波动理论和地质规律为指导，在地质、测井、钻井等资料的配合下，根据地震资料确定地质构造形态和空间位置，推测地层的岩性、物性、厚度及层间接触关系，据此寻找含油气储层、圈闭和油气藏，评估油气储量，并确定井位的过程。从本质上来说，地震资料解释的目的是将地震响应信息转换为地质信息，建立地震响应与地质特征之间的对应关系，为找油找气服务。地震资料解释是地震勘探三大环节之一，它关系到能不能发挥出地震勘探的作用，关系到能不能准确找到油气藏，因而其地位至关重要。地震资料中蕴藏着丰富的地质信息。从地震信息中可以提取对油气储层描述与油气藏识别非常有用的地层岩性信息，借此确立地震层序、分析地震相、恢复盆地的古沉积环境、预测生储油相带的分布、寻找地层圈闭油气藏。除此之外，借助地震波振幅、频率、极性等动力学信息并结合层速度、钻井、测井等资料，提取岩性和储层参数，如流体成分、储层厚度及性质、孔隙度等，进行地震资料的岩性分析及流体检测。
地震资料解释工作在石油天然气勘探的不同阶段有不同的任务。在地质普查阶段，主要以少量的骨干地震剖面为基础了解沉积盆地或大型构造带的区域地质特征及构造格局，指出需进一步详查的有利含油气区带，并提供探井井位。在地质详查阶段，一般要采用密集观测的二维地震或三维地震资料，对局部地质构造进行精细解释并寻找各类含油气圈闭及油气藏，确定含油气地层的岩石性质、物理性质及分布情况，提供详探井和开发井井位。除了用于石油天然气勘探服务外，地震勘探技术在石油天然气开发阶段也发挥着重要作用，如利用高密度地震技术开展油气藏动态监测、利用微地震监测技术开展水力压裂效果监测、利用地震资料为油气钻井进行地质导向等。
地震资料解释是在地震勘探技术发展到一定阶段后才出现的，这一时间大概可追溯至20世纪50年代初。自那时以来，地震资料解释的发展历程大致可分为三个阶段：构造解释阶段、储层预测阶段和油气藏评价阶段。第一个阶段是构造解释阶段。70年代以前，受地震勘探精度有限等因素影响，主要以地震资料的构造解释为主，即利用由地震资料提供的地震反射波旅行时、速度等信息，查明地层的构造形态、埋藏深度和接触关系。在这一阶段，地震资料在地质构造分析和各种构造圈闭的识别中做出了重大贡献。第二个阶段是储层预测阶段。随着人类对能源需求的不断增长和构造型油气藏的大量发现和开发，那些比较容易找到的构造型油气藏已经越来越少，于是人们不得不设法寻找非构造型油气藏，如岩性油气藏、不整合型油气藏等，这对地震资料的解释工作提出了更高的要求。在这种情况下，70年代后期出现了基于地震资料的储层预测技术。这一阶段的任务主要包括两部分：一是地震地层学解释，即根据地震剖面的波形特征和反射结构来划分沉积层序，分析沉积岩相和沉积环境，预测沉积盆地的有利油气聚集带和油气藏圈闭；二是地震岩性学解释，即采用各种有效的地震属性分析技术，从地震资料中提取一系列地震属性，研究特定地层的岩性、厚度分布、孔隙度和流体性质等。除地震属性分析技术外，该阶段还使用地震反演技术进行储层参数预测等。第三个阶段是油气藏评价阶段。自20世纪80年代末以来，随着三维地震勘探技术的出现及地震资料分辨率的提高，地震资料在一定程度上可以用于岩石物性分析及油气藏评价。在这一前提条件下，该阶段的主要任务是综合地质、测井、钻井等资料合理判断各种地震信息所代表的地质含义，查明确切的含油气范围，预测油气储层的物性参数，估算含油气储量，建立油气藏模型，为油气田勘探开发提供决策依据。该阶段所用的主要技术有油藏精细描述、油藏动态监测、三维油藏建模等。
受地震勘探及信息技术进步的影响，在地震资料解释技术持续发展的同时，地震资料解释模式也在不断变化。以地震资料解释模式为基准，可将整个地震资料解释的发展历史大致划分为4个阶段。第一个阶段是全人工二维解释阶段（1950—1990年）。在20世纪90年代以前，地震资料解释是在纸质的地震剖面上进行的，一叠用绘图仪打印出来的地震剖面，几支彩色铅笔、一把尺子、一块橡皮擦就是地震资料解释的全部工具，利用这些工具可以在地震剖面上画出层位和断层，并勾绘出构造等值线。第二个阶段是人机交互二维解释阶段（1990—2000年）。这一阶段的代表性事件是地震资料解释工作站代替了纸质地震剖面，并在计算机屏幕上实现了地震剖面的彩色显示及任意比例缩放。与此同时，层位自动追踪、计算机构造成图和地震属性分析技术走向成熟并形成了生产能力。该阶段的特点是那些劳动密集型的工作由计算机来承担，显著提高了地震资料解释的效率。第三个阶段是人机交互三维可视化解释阶段（2000—2010年）。此阶段的代表性事件是三维层位自动追踪、断层自动识别、三维地质体自动成像等技术的长足发展使三维可视化技术具备实用性，显著提高了地震资料解释的精度。第四个阶段是全空间、自动化、智能化解释阶段（2010年至今），其代表性事件是一系列地震解释自动化技术的出现及人工智能技术被引入地震资料解释领域。在这一阶段，地震资料解释工作站变成了地震资料解释专家系统，内嵌的专家知识库可对地震资料解释流程进行引导并为一些复杂问题提供解决方案，使地震资料解释的精度和效率得到了显著提高，寻找和发现隐蔽油气藏和直接找油找气的能力得到了显著增强。显然，这种基于地震资料解释专家系统的地震资料解释模式对缺少经验的地震解释工作者来说无疑是一个福音。
尽管不同阶段的地质研究目标的侧重点不同，但完整的地震资料解释大致包括从构造解释、沉积盆地演化分析到钻井导向等8项任务（或称8个步骤），它们共同组成了一个完整的地震资料解释流程。