Questo tipo di indagine sfrutta la possibilità di inserire i sensori sismici all'interno dei fori di sondaggio per ottenere misurazioni di velocità più precise in relazione ai terreni investigati.

Il down-hole usufruisce di un solo foro di sondaggio, alle cui pareti viene ancorato un geofono tridimensionale; l'energia sismica viene invece prodotta in superficie nei pressi del foro. Misurando sui sismogrammi i tempi di transito, è possibile stimare le velocità Vp e Vs e, partendo da questi valori, calcolare i parametri elastici dei terreni attraversati dal foro.

Per le indagini cross-hole vengono invece ad essere impiegati coppie o terne di fori, generalmente distanziati pochi metri l'uno dall'altro; un foro, detto di "energizzazione", viene utilizzato per la produzione di energia sismica mediante microcariche esplosive o cartucce a salve, gli altri vengono invece predisposti per la registrazione.
La possibilità di effettuare misure dove sorgente e ricevitore sono posti alla stessa profondità consente valutazioni molto precise delle velocità relative alle onde P ed S e, conseguentemente, dei parametri elastici in gioco.

Questi tipi di indagini vengono comunemente impiegate in aree franose e nel campo della progettazione di infrastrutture quali, ad esempio, gallerie e fondazioni..