L'étude géophysique est la collecte systématique de données géophysiques pour des études spatiales. La détection et l'analyse des signaux géophysiques constituent le coeur du traitement des signaux géophysiques. Les champs magnétiques et gravitationnels émanant de l'intérieur de la Terre contiennent des informations essentielles concernant les activités sismiques et la structure interne. Comme les ondes électromagnétiques et gravitationnelles sont des signaux multidimensionnels, toutes les techniques de transformation 1-D peuvent être étendues à l'analyse de ces signaux. C'est pourquoi cet article traite également des techniques de traitement des signaux multidimensionnels. Dans ce contexte, les études géophysiques peuvent utiliser une grande variété d'instruments de détection, et les données peuvent être recueillies au-dessus ou au-dessous de la surface de la Terre ou à partir de plates-formes aériennes, orbitales ou marines. Les levés géophysiques ont de nombreuses applications en géologie, archéologie, exploration minérale et énergétique, océanographie et ingénierie. Les levés géophysiques sont utilisés dans l'industrie ainsi que pour la recherche universitaire. Enfin, les instruments de détection tels que les gravimètres, les capteurs d'ondes gravitationnelles et les magnétomètres détectent les fluctuations du champ gravitationnel et magnétique.