Durch den Einsatz von geophysikalischen Methoden ist es möglich, zerstörungsfrei – also ohne jeglichen Eingriff in den Boden – die genaue Lage von archäologischen Relikten wie Gruben, Reste von Fundamenten oder verfüllte Gräben etc. festzustellen. Diese Methoden basieren darauf, dass sich der Befund in einer physikalischen Eigenschaft von seiner Umgebung unterscheidet. Eine hinreichende Datierung der nachgewiesenen Befunde ist in der Regel nicht möglich. Wenn die Datierung nicht anhand von Oberflächenfunden vorgenommen werden kann, sind kleinere archäologische Schnitte notwendig. Diese können aber anhand der Ergebnisse gezielt angelegt werden.
An Methoden wird überwiegend die Kartierung des magnetischen Feldes (Magnetik) und die Kartierung des elektrischen Widerstandes (Elektrik) eingesetzt. Kartierung bedeutet, dass in einem regelmäßigen Raster Messungen durchgeführt werden. Die einzelnen Messwerte – in der Magnetik sind es ca. 400.000 pro Hektar – werden nach der Aufbereitung in Graustufenbilder umgewandelt, wobei jedem Pixel je nach Größe des Messwertes eine bestimmte Helligkeit zugeordnet wird.
Mit der Magnetik lassen sich besonders einfach stärker magnetische Objekte nachweisen, die z.B. aus Eisen, Basalt, gebranntem Ton etc. bestehen. Auch verfüllte Gräben und Gruben sind mit diesem Verfahren oft gut zu erkennen. Grund dafür ist, dass es bei der Bodenbildung meist zu einer Anreicherung von stärker magnetischen Mineralen in der obersten Schicht kommt und dass die Verfüllung in der Regel überwiegend aus Bodenmaterial der unmittelbaren Umgebung stammt. Extrem unmagnetische Befunde, wie Kiesstickungen oder Kalksteinmauern, sind mit der Magnetik erfahrungsgemäß schwerer zu erfassen, da der Kontrast zum natürlichen Untergrund oft zu gering ist.
Der elektrische Widerstand im Boden wird in erster Linie durch den Wassergehalt bestimmt. Die Elektrik ist deshalb besonders geeignet, um Reste von aufgehendem Mauerwerk oder Kiesstickungen anhand erhöhter Widerstandswerte zu nachzuweisen. Auch Gräben oder größere Gruben bilden sich bei diesem Verfahren meist gut ab. Je nachdem, ob sich hier Feuchtigkeit sammelt oder die Störung des Untergrundes wie eine Drainage wirkt, sind die Werte erhöht oder erniedrigt. Die Elektrik weist im Vergleich mit der Magnetik drei große Nachteile auf: Die Ergebnisse sind abhängig vom Wetter, die laterale Auflösung ist geringer und der Arbeitsaufwand pro Fläche ist um ein vielfaches höher.
Das erste Beispiel zeigt ein steinzeitliches Erdwerk, das mit dem Magnetometer eher zufällig am Rand eines Tagebaues gefunden wurde. Wie die anschließend durchgeführte Grabung ergab, datiert der Umfassungsgraben (G1) und die Innenbebauung in die Bandkeramik (ca. 4900 v. Chr.). Die scheinbare Erweiterung des Grabens erwies sich aber als verfüllter frühneuzeitlicher Hohlweg (nW).
Im zweiten Beispiel ist das Ergebnis einer Widerstandsmessung auf einer Wiese dargestellt. Bei einer Begehung der südlich angrenzenden Ackerfläche wurde zuvor eine größere Anzahl vorgeschichtlicher (grün) und römischer (Ziegel: violett; Keramik: rot) Funde aufgesammelt. In der Elektrik zeichnet sich, neben weiteren Befunden, deutlich – teils durch erhöhte Werte hell, teils durch erniedrigte Werte dunkel – der Umfassungsgraben (G) einer römischen Burgusanlage ab. Für den Bau dieser Befestigungsanlage wurde offensichtlich der nordwestliche Teil eines älteren Gebäudes recycelt, da sich die hellen Spuren der Fundamente im Südosten fortsetzen. Als dritter Schritt wurden hier Suchschnitte (gelb) angelegt. Die Befunde aus der Geoelektrik konnten so, mit wenigen Ausnahmen (blau), in die Römerzeit (rot) und Vorgeschichte (grün) datiert werden.
