Принцип действия георадара основан на свойстве отражения электромагнитных волн от подповерхностных разделов сред с различными электрическими параметрами: диэлектрической проницаемостью и проводимостью. Эти параметры тесно коррелируют с физическими свойствами геологических элементов: плотностью, пористостью, влажностью и другими. Основная информация о геологических структурах заключена в амплитуде отраженного от раздела сред импульса, его форме, полярности и временном интервале между генерацией импульса передатчиком и регистрацией приемником георадара сигналов, отраженных от разделов сред в подповерхностном пространстве. При исследованиях георадар перемещается по линейному профилю между физическими точками измерения с заданным шагом от 30 см до 3 м. В каждой физической точке выполняются измерения, что позволяет на радарограммах исследуемого профиля детально воспроизводить структуру подповерхностного пространства.

Результатом георарадарных исследований является радарограмма обследованного георадарного профиля.
Основные параметры, исследуемые глубинными георадарами:
ε – диэлектрическая проницаемость;
σ – проводимость: удельное электрическое сопротивление (УЭС).
Результаты глубинной георадиолокации могут сопоставляться с результатами сейсморазведки и электроразведки. Изображения границ раздела и подповерхностных объектов в полях электромагнитных волн визуально похожи на сейсмограммы. Однако, интервал между временем генерации сигнала и временем регистрации его отражения от раздела сред для упругих волн в сейсморазведке измеряется в миллисекундах, а для электромагнитных в наносекундах. Временные масштабы процессов получения информации в глубинной георадиолокации отличаются от сейсморазведки на шесть порядков и требуют существенно более быстродействующих приемников, регистрирующих и обрабатывающих отраженные сигналы.