早期的地震观测主要为地震学服务，目的在于确定地震发生的时间、位置和大小以及其他震源参数，通常用灵敏度较高的仪器在远场观测地面的微弱震动以达其目的。服务于工程需要的强震观测则在于取得大地震近场地面运动过程和在它作用下建筑物反应过程的准确记录。由于大地震不常发生，仪器不值得经常运转，只宜在震时触发记录,所以观测仪器比较复杂,观测工作开展较晚。首批强震仪是1932年在美国设置的，有位移仪和加速度仪两种(前者以后没有发展)，可以记录地面运动的全过程。这批仪器多设置在建筑物内，同时观测地面的运动和结构的反应。设置以后，很快就取得了有用的记录。在50年代，日本跟着开展了这项工作。到二十世纪初全世界约有40个国家设置了强震观测台网，总共约有5000台仪器，几乎全是加速度仪。尽管仪器有这么多，但和世界上地震区的总面积相比，覆盖密度还是很低的。所以积累的记录还远远不足分析之用，有意义的系统性记录屈指可数。对世界上破坏性极大的地震都没有取得极震区的记录。1978年在夏威夷檀香山举行了第一次国际强震观测台阵会议。会议讨论了加密观测台网的计划并把研究地面运动作为首要目的；在全世界范围选择了28个最有希望取得记录的地区，作为优先考虑布设密集台阵的地区；同时提出了观测震源机制、波传播和局部场地影响各类台阵的设计原则。这是强震观测走向国际合作和更有计划地布设台阵的新起点。 强震仪自30年代以来也有很大发展。最初的一类是直接光记录式的，即将光点投射到拾振摆上的镜片，再反射到感光胶卷或感光纸上以记录摆的振动。这类仪器经过几十年的不断改进，已经达到公认的可靠适用程度。第二类是50年代在日本发展的机械式仪器，其特点是用宝石笔尖在腊纸上刻划出分辨率极高的记录迹线。第三类是电流计记录式，即由拾振器产生电信号，通过电流计的偏转以光记录的方式显示，其优点是便于在近距离进行多点观测。苏联最先使用，中国在60年代也生产和使用了这种仪器。第四类是模拟磁带式的，它把振动信号记录在磁带上，使用时经过回放和模数转换给出数据，避免了光记录或机械记录所需要的复杂而又费时的数字化程序。第五类即最新、最有前途的一类，是数字磁带记录式的。记录信号可以直接从磁带通过回放以数字形式输出，与计算机连用，而且有动态范围较大和能够贮存触发前信息等优点。但这种仪器尚在发展阶段，未臻完善。在发展上述仪器的同时，也研制了若干种简单的地震计，它不记录地震运动的全过程，只记录地面运动的加速度峰值或对应于一定周期和阻尼的地震反应谱值，意在降低造价、便于管理、能够广泛设置。但地震计的推广并不如理想那样快，原因是造价与加速度仪相比还不够低，而所得信息量却远不及加速度仪。
强震记录的积累带来了记录的处理和利用的问题。已经取得的强震记录基本上都是模拟式加速度记录。首先遇到的是如何准确地进行数字化，确定记录上的零线和通过两次积分取得速度和位移等问题。这些问题经过了30年的不断努力才获得解决，其原因是来自仪器本身和记录处理各个环节的误差十分复杂。1969年美国加利福尼亚理工学院地震工程研究室开始了一项处理强震记录的研究，经过数年，成功地建立了一套标准程序。包括：①模拟记录的数字化。这是用半自动的数字化设备实现的，同时还进行迹线和时标的光滑化以及零线的初步调整。这样处理后的记录称为未校正记录。②记录的校正。有两部分：一种是对未校正记录的高、低频的滤波,滤掉可靠频段以外的噪声和信息,以消除数字化过程中的随机误差；一种是对仪器动态响应失真的校正。③反应谱分析。包括在不同阻尼下的加速度、速度和位移反应谱。④傅里叶谱分析。应用了消除泄漏效应和混淆误差的技术。数据处理的技术仍在不断发展之中。当前的趋势是采用全自动数字化技术。将所有强震记录贮存于计算机中；建立数据库，以便进行处理和提取。同时引用信息论的成果，在强震记录中提取更多的信息。 地震造成的破坏主要来自地震近场的地面运动，因此地面运动特性成为工程地震学的主要研究对象之一。从理论上说,地面可以有3个坐标方向的平动和绕着 3个坐标轴的转动。但观测和研究还只限于3个方向的平动（两个水平向和竖向）。
地震破坏作用应当用什么地面运动参数来表达是首要的研究课题。由于人们长期采用宏观烈度表来衡量地震破坏作用，寻求与烈度对应的单一地面运动参数一直是研究者追求的目标。迄今研究过的参数不下十余种，它们或者是直观的地面运动的某种幅度，或者为标志地面运动总体破坏力的某种数量（见地震烈度）。这些参数与宏观烈度的统计关系已经在工程实践中应用，其缺点在于单一参数与地震烈度的相关性较差。地面运动是非常复杂的时间变化过程，其破坏作用涉及地震的强度、地震波频谱构成和地震持续时间，很难用单一的物理参数来表达。尽管人们还没有放弃这种努力，但倾向是采用多种参数来表征地震破坏力。这个问题的圆满解决还有待于对地震作用下结构破坏机理的认识的深化，也有待于更多的大地震近场观测记录的积累和大比例尺模型破坏性试验的发展。
在工程抗震设计中，通常只考虑地面运动较大水平分量的作用。很明显，另一个水平分量和竖向分量的作用有时也不可忽视。尤其在极震区，竖向分量可能会大于水平分量。所以地面运动多个分量的组合作用也逐渐为研究者所注意。由于地震波的波长通常远远超过工程结构的尺寸，在工程结构的设计中一般不考虑地面运动的相位差。但对于某些特大尺寸的结构，例如管道、长桥、大坝等，相位差的影响不能忽略。因此关于近距离地面运动的变化及其相关性的研究也在发展之中。
近场地面运动的时间过程极不规则，通常被视为随机过程。由于地面运动的随机性，按照确定的地面运动过程进行工程抗震设计失去了意义。解决这个问题有两个途径。其一是采集在给定条件下的成组的实际地面运动记录作为设计依据；其二是用人工合成方法拟合地面运动的统计特征，产生一系列的随机的地面运动过程。常见的拟合对象是给定的地震反应谱或傅里叶谱。
地面运动的衰减规律通常用统计方法建立。首先把地面运动参数写成震级和震源距离的函数，再根据大量观测数据导出回归公式。随着观测数据不断积累，这种经验公式也不断更新。经验方法的缺点在于未能考虑震源性质、传播途径和场地条件等因素，以致观测数据相对于经验公式的离散性很大；再则由于经验公式的局限性，外推到近距离地面运动不够准确。趋势是将地震学的理论研究和统计方法结合起来，建立半理论、半经验的地面运动衰减规律，已有可喜的进展。 这是相对于地震区划而言。地震区划是从大范围划分地震危险性不等的区域；地震小区划是在局部范围分清对抗震有利或不利的场地，着重研究场地条件对地震烈度（广义的）的影响。地震小区划这个词最初见于梅德韦杰夫的文章。他根据场地地基的软硬，地下水位的高低、波速的快慢，将地震区划所规定的烈度作增减的调整。场地条件对地震烈度的影响是很复杂的，这是一种简单的、纯经验的处理方法。地震小区划的意义则为国际上所公认。当前的趋势是从多方面来评价场地的优劣，绘制各种小区划图件，供抗震设计者考虑采取针对性的抗震措施和土地利用方法。
在实践中地震小区划的方法大致有：①绘制详细的地震、地质、地形等图件作为小区划的基础资料；②测量地基土层的波速、地面脉动的频谱和卓越周期等物理参数并参考土壤钻探资料，划分地基类别，根据地基类别，采用不同的设计反应谱；③根据地震危险性分析结果，在基岩界面上输入相应的地震波，考虑土壤特性和局部地形的影响，计算地面运动的过程；④根据土样试验和现场贯入试验，判别土壤液化、震陷等地基失效的可能性；⑤最后以地图形式在研究的小区域内将预测的烈度、地面运动以及各种震害的分布状况反映出来。 传统的地震学是从地震远场效应来研究震源情况和地球介质性质的。这里有两个简便之处，一是震源可近似地视为点源；二是可以对震相分别进行研究。但这样做是以丢掉许多近场高频信息为代价的。当地震学为工程服务的时候，这种对近场效应的忽视就不能容许了，因为工程上所感兴趣的地域恰恰是逼近震源一、二百公里的范围之内。强震观测工作就是针对这个范围进行的。由于工程上的需要和强震观测工作的促进，在60年代关于地震近场效应的研究日益发展，这个学科分支逐渐以“近场地震学”或“强震地震学”见于文献。它研究的主题是近场地面运动和震源机制的关系。
根据了解，浅源构造地震的发生是由于地壳岩石在弹性应变积累到一定程度时，突然破裂并由点及面以波速量级的速度扩展，导致应变陡然释放，破裂面两侧相对错动，同时发射出地震波。位错理论就是这一过程的数学模拟。位错应该是空间和时间的函数（称为震源函数）。位错理论在震源模式和近场地面运动之间建立了数学联系，使人们可以进一步研究两者之间的定量关系。位错模式是震源机制的运动学模式。更进一步还有动力学模式。通常假定在破裂面上，由于粘性或脆性破裂，初始的剪应力突然下降到摩擦力；这相当于在破裂面上施加一定的有效应力（称为应力降），引起破裂面两侧相对滑动。近场地震学就是根据这两个一般性震源模式,进行两方面的研究：第一,建立能够解释高频地面运动观测资料的震源模式并测定其参数；第二，从震源机制预测近场地面运动。
近年来近场地震学最重要的进展之一是从观测和理论两方面证明了震源破裂过程的复杂性。破裂面上应力降的分布很不均匀，高应力降一般只发生在面积很小的区域内，这些小区域为大面积的低应力降区域所包围。这种复杂性是由断层面的几何不规则性和破裂强度或构造应力沿破裂面的非均匀分布所造成。它引起破裂波前的变速运动，并由此发射出高频地震波。这一认识导致一系列研究，包括：确定性的和随机的非均匀震源模式，高、低应力降区域大小之比，近源加速度与速度的上界，高频地面运动复杂性的解释，以及高频地面运动的过程和峰值的预测。
近场地面运动的另一重要特征是它的方向性，即在断层破裂传播方向上地面运动显著增强。这个辐射能量的聚焦效应发生在一个狭窄区带内，地面运动增强程度主要取决于破裂传播速度。沿破裂长度的平均破裂速度一般小于剪切波速，但在破裂面某些部位可能接近压缩波速。此外，发震断层的类型对近场地面运动也有影响。例如，逆断层产生的加速度峰值一般大于正断层所产生的加速度峰值。
