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地震計は、地盤の動き（速度）を電圧に変換する装置であり、その電圧は観測所で記録される。測定された電圧と基準値との差は地震応答と呼ばれ、地球の構造を解析するために用いられる。
ジオフォンという用語は、ギリシャ語の「γῆ (ge)」（地球）と「phone」（音）に由来します。
地震計は従来、受動的なアナログデバイスであり、通常はケースに取り付けられた永久磁石の磁場内で動くバネに取り付けられたワイヤーコイルで構成され、電気信号を生成します。[ 1 ]最近の設計は、マイクロ電気機械システム（MEMS）技術に基づいており、小さなシリコン片の位置を維持するための能動フィードバック回路を介して地盤の動きに電気的な応答を生成します。
コイル／磁石式地震計の応答は地盤速度に比例するのに対し、MEMSデバイスは通常、 加速度に比例して応答します。MEMSは地震計よりもノイズレベルがはるかに高く（ 速度で50dB高い）、強震動時や能動的な地震探査用途でのみ使用できます。
地震計の周波数応答は調和振動子のそれであり、コーナー周波数（通常約10Hz ）と減衰（通常0.707）によって完全に決定されます。コーナー周波数は移動質量の逆平方根に比例するため、コーナー周波数が低い（1Hz未満 ）地震計は実用的ではありません。ノイズとコストが増加するという代償を伴いますが、コーナー周波数を電子的に下げることは可能です。
地球内部を通過する波は三次元的な性質を持つが、地震計は通常、一次元（通常は垂直方向）にしか反応しない。しかし、用途によっては波全体を利用する必要があり、その場合は三成分地震計（3C地震計）が用いられる。アナログ式地震計では、3つの可動コイル素子が1つの筐体内に直交配置で取り付けられている。
地震計は、その設計が地震計に似ており、地震波を記録するためにも使用されます。かつては、地震計と地震計の間には明確な違いがありました。従来の地震計と比較して、地震計は、通常 0.01 ～ 50 Hz の固有振動数以下の周波数範囲を含む、より広い周波数帯域をカバーするため、非常に小さな地盤の動きを検出するのに適しています。 [ 2 ]従来の地震計の周波数帯域は 1 ～ 15 Hz の範囲です。地震計よりも安価であるため、より優れた特殊分解能で広範囲を検出するためにアレイでよく使用されます。[ 2 ]しかし、新しい技術の開発により、小型デバイスの周波数範囲も大幅に増加し、地震計は 0 ～ 500 Hz の周波数帯域をカバーできるようになり、地震計と地震計の境界は曖昧になりつつあります。[ 2 ]
地震計の大部分は、反射地震学において、地下地質によって反射されたエネルギー波を記録するために使用されます。この場合、主な関心は地表の垂直方向の動きにあります。しかし、すべての波が上向きに伝わるわけではありません。地表波と呼ばれる強力な水平伝播波も垂直方向の動きを発生させ、弱い垂直方向の信号を覆い隠してしまうことがあります。地表波の波長に同調した広い面積のアレイを使用することで、支配的なノイズ信号を減衰させ、弱いデータ信号を増幅することができます。
アナログ地震計は非常に感度が高く、遠くの微動にも反応します。しかし、こうした微弱な信号は、近距離の震源からの大きな信号に埋もれてしまうことがあります。それでも、アレイ状に配置された複数の地震計からの信号を相関させることで、遠く離れた大きな地震によって生じた微弱な信号を復元することが可能です。1つまたは少数の地震計でしか検出されない信号は、不要な近距離の地震によるものと判断され、破棄されます。一方、アレイ内のすべての地震計で均一に検出される微弱な信号は、遠く離れた、したがって重要な地震によるものと判断できます。
受動型地震計の感度は通常30ボルト/メートル/秒であるため、一般的に 広帯域地震計の代替品とはなり得ません。
逆に、地震計の用途によっては、ごく局所的な事象のみに関心を持つものもあります。その顕著な例として、無人地中センサ（UGS）システムに組み込まれた遠隔地中センサ（RGS）の応用が挙げられます。このような用途では、対象領域が侵入した際に、システムオペレーターに通知されます。通知は、場合によってはアラートとともに、補足的な写真データとともに行われることもあります。
地震計は、アポロ月面実験パッケージの一環として、月面で数多くの能動的および受動的な実験に使用された。