要觀測地面運動，首先要有一個傳感器，這個傳感器與地面緊密接觸，在地面發生振動時，這個傳感器便把地面振動轉換成相應的電信號作為傳感器的輸出。為監測地震而使用的這種傳感器就稱作「地震計」。除了地震波傳播到地面時會引起地面振動外，還有其他類型的振動源，如海浪、風暴、車輛、人的各種活動等，都會引起地面振動。因此，不僅在發生地震時，就是在平時，地面總是在振動，所以地震計總有反映地面振動的電信號輸出。平時的地面振動對地震信號的觀測有一定影響，我們把這種地面振動稱作「地動噪聲」。在一些地方，由於地面的地動噪聲偏高，影響對地震監測的靈敏度，於是把地震計放入幾百米甚至更深的井孔中，這種地震計稱作井下地震計。地動噪聲隨深度衰減，因而井下地震計可以比同一地方的地面地震計更好地記錄較弱的地震波信號。
地震計的輸出信號需經過一定的加工。對地震計輸出信號進行加工的裝置可以稱作「信號調整裝置」，它可以對地震計輸出信號進行放大、數字化、濾波等處理，使輸出的信號更適於記錄和使用。
接下來是信號傳輸設備，用於把「信號調整裝置」的輸出傳送到記錄裝置。有時，信號轉輸設備可以只是一根電纜線。用於把信號調整裝置的輸出與記錄裝置的輸入連接起來。當今許多有人值守的地震台上便是這種情況。這時，把地震計和記錄裝置作為一個系統，總稱為「地震儀」。但有時，從信號調整裝置到記錄裝置之間有較大距離，有幾公里、幾十公里、甚至幾百公里或更遠。這時便需要有適當的信號轉輸設備，用於通過有線信道（如電話線）、無線信道（如超短波電台、人造衛星）等通信鏈路把地震信號傳送過去，這就是所說的地震遙測系統。例如一個遙測地震台網，包含若干個台站，每個台站上有地震計、信號調整裝置及信號傳輸設備的發送端；在台網中心，有信號轉輸設備的接收端及與之相連的記錄裝置。
記錄裝置有多種形式。自19世紀末出現現代地震計以來，沿用至今的一種記錄裝置是「滾筒式」記錄器。記錄器上的換能器就是把接收的電信號轉換成光柱的偏轉（利用照相紙記錄）或記錄筆頭的擺動（墨水記錄、熱敏紙記錄或燻煙記錄）。這樣得到的記錄圖紙就是人們通常所說的「地震圖」。
上面說到的反映地面運動的電信號以及在地震圖上的地動記錄曲線都是連續的，分別稱作「模擬」信號和「模擬記錄地震圖」。利用模擬記錄地震圖，曾獲得了許多關於地震及地球內部結構的信息。例如地球內部的分層結構，即地球從外到內有地殼、地幔和地核，地核又分為外核和內核，以及各層的平均厚度，就是通過對模擬記錄地震圖的分析，從地震記錄波形上讀取數據，經過計算得出的。然而，模擬記錄的地震觀測系統有許多不足之處，限制了對地震信息的獲取，而且對模擬地震圖不便於進行更多的分析處理。隨著現代信息技術的發展和推廣應用，數字化地震觀測已經在逐步取代模擬地震觀測系統，成為地震觀測的主流。 |
