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지진계는 진원(震原)으로부터 지하나 지표를 통해 전달된 지진파에 의해 일어난 지반의 진동을 기록하는 것이다.

진원 근처의 지진기록은 단순한 모양으로서, 파의 진행 방향과 같은 방향으로 진동하는 P파와 파의 진행 방향에 대해 수직으로 진동하는 S파 및 표면파(表面波)의 도달을 보여준다(전단파). 원거리 지진의 경우, 지진파는 하나의 진원으로부터 출발했으나 지진계에 도착하기 전에 지각 내에서 반사 또는 굴절되어 여러 개의 지진파로 기록되므로 지진기록 형태가 좀더 복잡하다.

지진파의 도착시간과 진앙거리(震央距離：지진이 발생한 중심지에서부터 관측소까지의 거리) 사이의 관계는 주시곡선(走時曲線)으로 표시된다. 이 곡선에서 도착시간은 수직축에서 읽혀지고 진앙거리는 수평축에 표시된다. 만약 여러 지진파의 도착시간들을 한 관측소에서 기록된 지진기록에서 읽고 표준 주시곡선과 비교하면 진앙거리를 결정할 수 있다.

최소한 세 곳의 관측소에서 진앙거리가 알려지면 진원지는 간단한 삼각법에 의해 계산할 수 있다(종파).

화산 분출, 특히 오랜 휴지(休止)기간 후에 활동을 재개하는 화산은 많은 작은 지진들을 수반한다. 그러므로 감도가 좋은 지진계를 이용한 관측은 화산활동 예측에 중요한 역할을 한다. 종종 강한 지진 전에는 작은 지진들이 발생한다.

지진계로 매우 작은 미동을 관찰하는 것은 피해가 큰 지진 예견에 도움을 줄 수 있다. 때때로 지진계는 지진에 의해 생성된 것이 아닌, 미진(微震)이라 하는 오래 지속되는 작은 지반진동을 감지하기도 한다. 일부 미진의 발생은 바다의 폭풍과 관련이 있다. 지진계는 원거리 지하핵실험을 탐지하는 데도 사용된다. 이 관측에서는 지하 폭발로 생성된 비교적 희미한 탄성파를 자연 원인의 미동과 구별해야만 한다. 1965년 미국 몬태나에 설립된 한 관측장치인 라지 애퍼처 사이스믹 어레이는 3만㎢의 범위의 지역에 걸쳐 525개의 지진계를 설치했다.

각각에 기록된 신호들은 지진에 대한 고감도 정보를 얻기 위해 조합된다(핵폭발).

폭발에 의해 생성된 탄성파가 폭발지점 근처의 여러 지점에 설치된 지진계에 기록되면, 직접 전달되는 파와 지하층의 경계면에서 반사 또는 굴절되는 P파의 주시곡선을 분석해 그 지점의 지하 구조를 결정할 수 있다. 지하층의 깊이, 층의 경사각 및 각 층에서의 지진파 속도가 결정된다.

1923년 미국에서 이 방법을 이용해 대규모 유전을 발견한 이래 탄성파 탐사는 급격히 진보되었고, 현재도 원유와 가스 탐사에 이용되고 있다(탐광, 석유정제). 제2차 세계대전 이후 장비와 기술의 개선이 이루어져 작은 양의 폭발로도 지하 약 40~50㎞의 지각구조를 결정하는 것이 가능해졌다. 광산·채석장과 공공사업에서 다이너마이트 폭발에 의해 발생하는 지반진동도 지진계로 측정할 수 있다.

지진계 기록에 기초한 예비실험을 통해 충격의 강도를 측정할 수 있고 주어진 양의 다이너마이트에 의한 피해 가능성을 판단할 수 있다. 암석이 지하갱도나 터널에서 갑작스럽게 튕겨져나오는 암석파열은 주변암에 가해지는 응력의 증가로 발생한다. 광산에서 실험한 결과 일반적으로 암석파열의 위험성을 지시하는 작은 진동의 증가는 고감도 수진기(受振器：휴대용 야외 지진계)에 의해 탐지될 수 있다는 것이 밝혀졌다.

특별히 공학적 목적, 즉 일본처럼 지진이 발생하기 쉬운 지역에서는 내진설계(耐震設計)를 위해 지반의 강렬한 운동을 기록하기 위한 강진계(强震計)가 설계되었다.

지진계를 이용한 달 표면의 진동탐지는 달의 내부 구조, 물리적 상태, 구조적(지각) 활동, 조성 등을 결정함에 있어 근본적으로 중요하다. 최초의 달 지진계는 1969년 아폴로 11호 우주비행사들에 의해 고요의 바다 기지에 설치되어 작동되었다.

이것은 3가지 성분의 장주기 지진계와 1개의 단주기 수직성분 지진계로 구성되어 있다. 유사한 장치는 1976년 화성의 지진활동 정도를 측정하기 위해 바이킹 1호와 2호 착륙선에 의해 설치되었다(아폴로 계획).