Das Geophon ist das Instrument, mit dem seismische Energie in eine elektrische Spannung umgewandelt wird. Es reagiert normalerweise nur auf die Komponente der Bodenverschiebung, -geschwindigkeit oder -beschleunigung, die mit dem Durchgang einer seismischen Welle verbunden ist. Für eine seismische Reflexionsmessung mit P-Wellen ist dies die vertikale Komponente.
Ein bewegungsempfindlicher Wandler wandelt Bodenbewegungen in ein elektrisches Signal um. Der Wandler in fast allen modernen Geophonen ist ein elektrodynamischer Schwingspulentyp und besteht aus einer Spule, die an einer oder mehreren Federn in einem Magnetfeld aufgehängt ist, das relativ zum Geophongehäuse feststehend ist. Eine seismische Welle bewegt das Gehäuse und den Magneten, aber die Spule bleibt aufgrund ihrer Trägheit relativ stationär. Die relative Bewegung eines Magnetfelds in Bezug auf die Spule erzeugt eine Spannung an der Spule, die per Draht an den Seismographen übertragen wird.
Abhängig von den Frequenzeigenschaften des Geophons ist die Spannung proportional zur relativen Geschwindigkeit der Spule in Bezug auf den Magneten (wenn die Bewegung über der Eigenfrequenz des Geophons liegt) oder proportional zur Frequenz und damit zur an der Seismik beteiligten Beschleunigung Passage (wenn die Bewegung unterhalb der Eigenfrequenz liegt).
Der erste Fall, das sogenannte Geschwindigkeitsgeophon, wird allgemein verwendet. Für oberflächennahe seismische Reflexionsuntersuchungen wird von Steeple et al. (1997) eine Eigenresonanzfrequenz im Bereich von 30–50 Hz empfohlen. Einzelheiten zu den Leistungsmerkmalen von Geophonen finden sich zB bei Knapp&Steeples (1986a) oder Pelton (2005).
Die Menge der aufgezeichneten seismischen Signale ist nicht zuletzt davon abhängig, wie das Geophon an den Boden gekoppelt ist. Im Gelände muss man darauf achten, das Geophon durch einen Metallspieß gut auf den Boden zu setzen und darauf zu achten, dass es in Richtung der Teilchenbewegung der seismischen Welle ausgerichtet ist (bei einer P-Welle ist dies die vertikale Richtung). Für eine Signalverstärkung können Geophone gruppiert werden, wobei mehrere Geophone einen einzelnen Kanal des Seismographen speisen und die Signale summiert werden.