地质勘察的方法主要有收集资料、地质调绘和测绘、地质勘探、地球物理勘探、地质试验、地质长期观测等。构建筑物(路基、桥梁、隧道)对水文勘察的要求各不相同。地质勘察首先应收集研究当地的区域地质、四纪地质、地震地质、水文地质及地质资料，使地质选址落在实处。了解当地的水文地质及地质条件，了解可能存在的环境地质问题，以及特殊不良地质体的分布。
我国除少数地区以外，基本均完成了大比例尺地质填图，基础地质方面的研究积累了丰富的资料，充分搜集研究这方面的资料，尤其对于工可阶段有着十分重要的现实意义，对于后期勘察工作的布置也有一定的指导作用。收集和研究既有的有关资料，不仅是外业工作之前准备工作的重要内容，也是地质勘察的一个主要方法。
地质勘察工作实施的过程，是一个理论向实践转化、实践验证理论的过程，也是一个创新的过程。随着需求的变化，整个地质勘察行业的业务布局正在由传统的以地质找矿为中心向支撑服务自然资源保护与利用转变。
工作的理论基础要由传统地质科学向地球系统科学转变，将岩石圈、水圈、土壤圈、生物圈、大气圈作为一个系统，开展相关基础理论研究。如，对山水林田湖草等自然资源实施统一管理，要求地质勘察有效地服务自然资源调查、监测、修复等工作。通过基础理论创新，带动传统地质学与地理学、水文学、生物学等多学科交叉融合，指导自然资源领域的跨学科、跨专业综合调查和动态监测实践。
在实际的工程测量过程中，会利用科学的理论对整个工程进行测量，从而对整体质量进行评估，从总体的勘测一直细化到局部，并针对表面的机构对其进行分析，需要在表面测量具体的轴线交点，需要经过反复的测量，保证后数据的准确性，将可以估算的可用信息交至施工放样。