اصول و مبانی تئوری روش ژئورادار شباهتهای بسیاری با لرزهنگاری انعکاسی دارد. موج به کار گرفته شده در روش لرزهنگاری مکانیکی و از نوع امواج صوتی است ولی در GPR از امواج الکترومغناطیس فرکانس بالا استفاده میشود. در سال 1904 برای اولین بار هولسمیر محقق آلمانی ایده استفاده از امواج الکترومغناطیس فرکانس بالا جهت بررسیهای زیر سطحی را ایجاد کرد. استفاده از این ابزار از سال 1956 آغاز شد و از سال 1970 به بعد توسعه یافت. دستگاهای GPR از دهه 1980 به صورت تجاری در دسترس بوده بکارگیری آنها از اواسط دهه 1990 به شدت افزایش یافته است. گستره وسیع کاربردهای این روش به علاوه قدرت تفکیک بالای آن، سرعت در برداشت دادهها و همچنین غیر مخرب بودن آن را میتوان از دلایل توسعه آن در این سالها نام برد.
ژئورادار برای مکانیابی پدیدههای زیرسطحی و یا پیوستگی جانبی سطح مشترک خاک و سنگ در اعماق کم بکار میرود. در این روش امواج رادیویی با فرکانس بسیار بالا (بین 10 تا 3000 مگاهرتز) به درون زمین ارسال شده و این امواج با برخورد به اشیاء و یا مرز نسبتاً واضح بین لایههای زیرزمینی بازتاب میکنند و در نهایت توسط دستگاه به صورت نگاشت ثبت میگردند. بازتابشهای رادار بوسیله تفاوت گذردهی الکتریکی (ثابت دی الکتریک) بین موادی که امواج الکترومغناطیس را از خود عبور میدهند ایجاد میگردند. امواج الکترو مغناطیس هنگام برخورد به ناپیوستگیهای الکتریکی درون لایههای زمین قسمتی بازتاب یافته و قسمتی با درون لایههای زیرین نفوذ میکند تا در نهایت موج مستهلک میگردد. زمان رفت و برگشت امواج الکترومغناطیس منعکس شده از سطح مشترک اهداف زیر سطحی اندازهگیری شده و با معلوم بودن سرعت امواج الکترومغناطیس موقعیت هدف در زیر زمین بر روی مانیتور دستگاه به صورت مقطع رادار به نمایش در میآید. بنابراین مقطع رادار بیش از آنکه چگالی را به نمایش درآورد، ویژگی الکتریکی زمین را نشان میدهد.امواج الکترومغناطیس ژئورادار از موادی که هدایت الکتریکی کمی دارند عبور نموده اما هنگام عبور از مواد با هدایت الکتریکی بالا مانند رسها، خاکهای آلی اسیدی و مواد اشباع با آب شور به شدت جذب میشوند. مقدار نفوذ عمقی GPR به مقدار امواج عبور شده از زمین بستگی دارد. نفوذ امواج رادار توسط آب زیرزمینی و درصد بالای رس کاهش مییابد. بهترین کارآئی GPR در خاکهای ماسهای خشک میباشد.
امتیاز بالقوه GPR در به نقشه درآوردن شرایط زیر سطحی طبیعت غیر مخرب آن است. در این روش هیچ نیازی به حفاری گمانه و یا سوراخ کردن خاک نمیباشد، در حالیکه تکنیکهای مخرب، هزینه بر، زمان بر و اساساً از بین برنده ساختار ناحیه نمونه گیری و اطلاعات آن میباشد. علاوه بر آن، پیمایشهای GPR سریعتر و اقتصادیتر بوده و دقت فضایی بیشتر و بهتری را نسبت به روشهای متداول دیگر فراهم مینمایند. این روش قابلیت تهیه اطلاعات زیرسطحی را از عمق چند سانتیمتر تا چند ده متر دارد.
