通常用地震波传播速度来表征地震波在地层中“奔跑”的快慢程度。地震波在不同介质中传播的快慢程度不一样，即使在相同的介质中，不同类型的地震波的传播速度也不一样。这与人类的奔跑能力有点类似。首先，不同身材、不同体质甚至不同人种的人的奔跑速度是不一样的；其次，人类奔跑的速度还与环境有关，在坚硬的道路上奔跑速度快一些，在松软的沙滩上奔跑速度则慢一些。地震波也是如此，如纵波比横波传播速度快；同样是纵波，它在坚硬致密的地层中传播快，在松软的地层中则传播慢。地球物理学家能够将地球划分为地核（含内核和外核）、地幔、地壳等不同圈层就是根据地震波的传播速度实现的。
地震波传播速度，简称地震波速度或速度，指单位时间内地震波在介质中传播的距离。需要特别注意的是，当单独提到“速度”时，特指地震波在某种介质中的传播速度，而不是介质本身的运动速度（在地震勘探中不涉及介质的位移，故不存在“运动速度”）或“振动速度”（介质质点的振动速度可用“频率”来描述）等说法。
地震波传播速度是描述地震波物理性质的最重要的参数之一，在地震勘探中至关重要。地震资料的采集、处理或解释过程都要涉及地震波传播速度。为什么地震波传播速度如此重要？这有三个原因：一是地震波传播速度与介质的物理性质有关，如岩石类型（岩性）、岩石结构、岩石密度、地层压力、孔隙和流体丰度都可以影响到它，一旦获知了地震波的传播速度，就相当于在一定程度上掌握了介质的物性特征；二是地震波传播速度是地震波的本质特征参数之一，即使是同一种介质，不同类型的地震波在其中的传播速度也会不同，如纵波和横波的传播速度就有较大的差异，基于这一性质可区分不同类型的地震波并能识别介质的岩性甚至介质中所充填的流体类型；三是通过地震勘探所获得的原始地震记录是随时间变化的，无法直接获得地震波的反射深度。要想将地震波与地下的地层反射界面挂钩，必须对地震记录进行时深转换。而地震波的时深转换必然需要将地震波传播速度作为媒介。
怎样才能获得地震波传播速度信息呢？常用的方法有三种：一是将通过钻井取心所获得的地下地层中的岩石拿到实验室中进行测量；二是利用声波测井、垂直地震剖面测井（VSP）等地球物理测井方法在井中测量；三是直接根据地震波传播规律从多次覆盖地震数据中估算。由于钻井通常是稀疏的且成本极高，因而前两种方法存在局限性，故通过第三种方法获取地震波传播速度是必要的。通常将利用多次覆盖地震记录中反射波到达时间与地震波传播速度的关系提取速度参数的过程称为地震波速度分析。
地震波传播速度有多种类型，如平均速度、均方根速度、叠加速度、层速度等。平均速度指地震波在水平层状介质中沿直线传播所经过的路径长度与所需时间的比值；均方根速度指将水平层状介质情况下反射波时距曲线视为双曲线时所求得的地震波传播速度；叠加速度指能够使共中心点道集内某个动校正后的地震反射波同相轴进行最佳同相叠加的地震波传播速度；层速度指以地层为单位组成的各地层的平均速度。除层速度外，其他类型的速度尤其是叠加速度与地震资料处理密切相关。
地震波速度分析是怎么实现的？这要从地震波动校正说起。由于在地震采集中所记录的各地震道的炮检距不同，必然会引起地震波传播距离与时间存在差异，导致在共中心点道集上的地震波同相轴是非水平的。为了将共中心点道集上的地震波同相轴校正为水平状，需要通过反复尝试的方式确定一个能够使共中心点道集中的地震道对齐的地震波传播速度（业界通常称其为叠加速度）。根据该速度及炮检距求取各地震道在不同时刻的时移量，然后基于该时移量对地震道进行时差校正。如果地震波传播速度选取正确，则校正后的共中心点道集中的各地震道的相位会变得一致（表现为共中心点道集中的地震同相轴是水平的），此时如果对共中心点道集进行叠加，会使叠加后的地震波能量达到最大。
利用动校正估算地震波速度是通过速度谱分析实现的。当通过速度谱分析获得叠加速度后，根据不同类型的速度之间的关系可以将其转换为均方根速度、平均速度或层速度，既可以利用这些速度信息对地震数据进行动校正、偏移归位和时深转换，也可以直接用于地质构造分析、岩性识别和流体预测。