Наиболее часто на первом этапе поиска используются геофизические методы, основанные на измерениях электропроводности слоев Земли и точном определении силы ее притяжения (гравиметрия), а также сейсмические. Последние состоят в том, что, произведя взрыв и проследив особыми приборами — сейсмографами — скорость распространения взрывной волны на глубину, получают довольно точные сведения о составе и строении изучаемого участка земной коры. Зная физические свойства нефтегазоносных месторождений и безнефтяных пород, можно оконтурить площади их распространения и рекомендовать участки для бурения.
Геохимические критерии нефтегазоносности основаны на данных химического анализа пород и определенной коррелятивной зависимости между их составом и наличием в них нефти. Одним из биологических критериев является нахождение определенных микроорганизмов, характерных для нефтегазоносного региона.
В последнее время очень богатую информацию дает космическая геофизическая разведка. По снимкам, сделанным из космоса, можно оценить вид пород, способ их расположения, разломы и т. д. Это позволяет охарактеризовать строение земной коры в данном регионе и рекомендовать места бурений.
