Antaño, para descubrir petróleo, nos conformábamos con vagos indicios. Se cuenta incluso que, sobre el terreno, para elegir el lugar donde se perforaría, el jefe del equipo tenía por costumbre lanzar su gorra a\ aire y horadar allá donde hubiera caído. Sin embargo, hoy, la prospección ha pasado a ser una tarea totalmente científica. Los trabajos de perforación son costosos, y es preciso que se apoyen en indicios seguros. Ante todo, se establecen mapas geológicos, tarea en la que la fotografía aérea es de gran utilidad. Después, el geólogo examina las capas superficiales y emite hipótesis sobre la naturaleza y la estructura del subsuelo, ayudado por los paleontólogos, que estudian los fósiles. Por último, el geofísico pone en juego todo un arsenal. El método magnético consiste en investigar aquellas anomalías del campo magnético terrestre que son causadas por la existencia en el subsuelo de ciertas masas de terreno. Suspendido de un avión, un magnetómetro sobrevuela la región a estudiar y revela estas anomalías. El método gravimétrico pone en evidencia las anomalías locales de la gravedad, que se deben a la estructura de los terrenos hundidos en el subsuelo. Por este sistema se obtienen los indicios que permiten saber si existen en el subsuelo pliegues geológicos en los que pudiera haberse acumulado el petróleo.
Con el método sísmico se provoca una explosión a pocos metros bajo tierra, mientras varios sismógrafos, situados en diferentes puntos equidistantes del lugar de la explosión, registran las vibraciones provocadas por este pequeño terremoto artificial.
La onda sísmica salida del punto de la explosión se hundirá en el suelo a través de los terrenos y rebotará cada vez que encuentre una nueva capa; reflejada luego hacia la superficie, subirá hasta el sismógrafo. Conociendo el momento de la explosión y el momento del regreso de la onda sísmica, puede deducirse fácilmente —si se conoce la velocidad de la onda- a qué profundidad están situadas las capas de terreno que han sufrido hundimientos. De esta manera se realiza una verdadera radiografía del subsuelo, que revela al geólogo la forma exacta del terreno situado a varios centenares y, a veces incluso, a varios miles de metros de profundidad. Cabe citar también el método de prospección eléctrica, basado en las variaciones de las corrientes telúricas inducidas en el suelo, en función de la naturaleza de los terrenos que atraviesan.