ธรณีฟิสิกส์ (Geophysics) เป็นศาสตร์สาขาหนึ่งของธรณีวิทยา ว่าด้วยการศึกษาปรากฏการณ์ต่างๆ ทางธรณีวิทยา โดยใช้วิธีการทางกายภาพฟิสิกส์ ได้แก่ การศึกษาสมบัติและกระบวนการทางธรรมชาติ ที่เกี่ยวข้องกับภาคพื้นดิน อุทกภาค (hydrosphere) บรรยากาศ และความสัมพันธ์ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังมีความหมายถึงการใช้เครื่องมือเพื่อศึกษาดวงจันทร์และดาวเคราะห์ด้วย
ประเด็นปัญหาทางธรณีฟิสิกส์ยังคาบเกี่ยวกับเรื่องของทางดาราศาสตร์ด้วย เนื่องจากการศึกษานั้น ส่วนใหญ่ไม่ได้มาจากการสังเกตโดยตรง ต้องอาศัยการแปลความเชิงคณิตศาสตร์ จากการวัดเชิงกายภาพ เช่น การวัดสนามแรงโน้มถ่วงทั้งบนบกและในทะเล และดาวเทียมในอวกาศ การวัดสภาพแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กบนดาวเคราะห์ และการสำรวจด้านวิทยาแผ่นดินไหว ของโครงสร้างทางธร�! ��ีวิทยา โดยอาศัยคลื่นที่เกิดจากแผ่นดินไหว หรือวิธีการอื่นๆ
ธรณีฟิสิกส์ยังแตกสาขาเป็นศาสตร์แขนงต่างๆ ได้แก่ วิทยาแผ่นดินไหว(seiesmology) ธรณีฟิสิกส์แปรสัณฐาน (tectonophysics) และธรณีฟิสิกส์เชิงวิศวกรรม (engineering geophysics)