石油和天然气蕴藏在地下的含油气圈闭中。这些含油气圈闭有构造圈闭、地层圈闭，也有岩性圈闭，而多数是几种圈闭叠合在一起的复合圈闭。总之，圈闭是多种多样，极为复杂的。用二维地震的方法常常不能搞清楚这些圈闭，影响发现油气田和开发油气田。三维地震方法却可以很精确地搞清地下含油气圈闭，甚至圈闭的某些细节，在勘探开发油田工作中取得巨大的成功。如中国东部的渤海湾地区是产量仅次于大庆油田的一个大油气区，在这个地区内拥有胜利油田、辽河油田、大港油田、华北油田、中原油田等。近年来产量基本稳定，主要原因是用三维地震不断发现新油田的结果。另外，渤海海域内蓬莱19－3大油田及西气东输的主要大气田新疆的克拉2大气田等都是依靠三维地震找到的。
三维地震在找油找气工作中之所以能取得如此好的效果，主要有以下四个方面的作用：
首先是搞准了地下几千米深处的极为复杂的构造。中国东部渤海湾大油区的构造是非常复杂的，堪称世界之最，有人说“这里的构造像一个被打碎的碗，掉在地上还踩了三脚。”极为破碎的构造使油田都成为一个个很小的碎块油田，规模极小。国外的油田面积大多是几十、几百或上千平方千米，而中国东部的断块（碎块）油田最小的仅有0．01～0．05平方千米，可以说是油田的微缩景观。但是我国地震工作者精心使用三维地震搞准了这些破碎的小碎块。无论从技术上或者从效果上说，我们都处于世界领先地位。
第二个方面是弄清了埋藏很深、幅度平缓的构造。中国西部塔里木盆地中的油田有的埋藏在地下5000～6000米，构造的幅度只有30～50米，倾角不超过1＆deg；，过去的地震工作根本无法搞清这种幅度平缓的构造。但是应用三维地震技术终于搞清了。地震勘探精度世界上公认为3％～5％，而我国对塔里木盆地的这种超深、极度平缓构造的地震勘探精度提高了近10倍。在这方面我们也处于世界领先水平。
第三个方面是为含油气的储层研究提供了很好的成果。储层是多种多样的，一般是砂岩储层，特殊的储层有石灰岩、火成岩、生物礁等。利用三维地震资料研究这些储层的分布范围、厚度大小、孔隙多少以及含油、含气的情况准确度也比较高。在这方面我们与世界先进水平大体相当。
第四方面是为油田开发服务。在一个油气田开发之前要做开发方案，即确定油井如何分布，在开发时为了多采油气要采取一些多出油的开发措施，比如注水、注气、化学驱油、聚合物驱油等，使地下油气尽量多地生产出来，在开发后期也有很多增产方法。三维地震也可以围绕这些特定的任务提供精确的资料，供油田开发工作使用。这方面我们紧跟了世界上的技术发展趋势，开始从找油领域往采油领域发展。
三维地震在全世界的找油找气及油气田开采的工作中有着不可替代的作用，今后必将有更大的发展。