L'indagine sismica a rifrazione determina la distribuzione delle onde sismiche longitudinali (onde P) e trasversali (onde S) nel sottosuolo e interpretando le misure secondo la legge di Snell.

La sismica a rifrazione è un metodo attivo per cui le onde sismiche vengono generate attraverso una sollecitazione (solitamente una martellata ma anche mediante uso di esplosivo). Questa tecnica prevede la misura del tempo impiegato dalle onde sismiche a raggiungere i ricevitori (geofoni) che saranno disposti allineati sulla superficie topografica. Attraverso lo studio della velocità  di propagazione delle onde sismiche è possibile determinare le caratteristiche dei terreni indagati.

Con la tecnica a rifrazione è possibile ricostruire una stratigrafia di massima dei terreni e dell'individuazione della topografia del substrato roccioso. Dalla velocità dei differenti orizzonti è possibile formulare delle ipotesi sullo stato di fratturazione o di addensamento dei materiali indagati. In presenza di falda freatica in terreni alluvionali è possibile individuare la profondità della falda.

Nel caso in cui sia necessario ricostruire un modello di sottosuolo ad alta risoluzione è indicato applicare la tecnica di inversione tomografica che basandosi su inversioni ripetute ed iterative della propagazione delle onde sismiche consente una migliore risoluzione delle velocità a fronte di un maggiore carico computazionale.Per la sismica a rifrazione il metodo di riferimento per l'inversione e il disegno della sezione sismostratigrafica è quello pubblicato da Palmer nel 1980 con il titolo “The Generalized Reciprocal Method of Seismic Refraction Interpretation “ (Society of Exploration Geophysicists).