גאופיזיקה היא המדע העוסק בפיזיקה של כדור הארץ וסביבתו בחלל והעיסוק המדעי בחקר כדור הארץ בשיטות פיזיקליות-כמותיות. המונח 'גאופיזיקה' משמש לעתים לתיאור תכונותיו הגאולוגיות של כדור-הארץ: צורתו, שדה הכבידה והשדה המגנטי שלו, מבנהו הפנימי והרכבו ופני השטח שלו באמצעות טקטוניקת הלוחות וחקר יצירת הסלעים, זרמי המאגמה והגעשיות. עם זאת, ארגוני גאופיזיקה מודרניים עושים שימוש בהגדרה רחבה יותר, הכוללת גם את מחזור המים, דינמיקת האוקיינוסים והאטמוספירה, התופעות האלקטרומגנטיות של היונוספירה והמגנטוספירה, השפעות השמש על כדור הארץ ותופעות מקבילות בירח ובכוכבי לכת אחרים.
על אף שהוכרה כדיסציפלינה נפרדת רק במאה ה-19, לגאופיזיקה היסטוריה עתיקה. המצפנים הראשונים מתוארכים למאה הרביעית לפנה"ס והסייסמוגרף הראשון נבנה בשנת 132 לפנה"ס. שיטות גאופיזיקליות יושמו לצורכי ניווט ימי עוד מימי קדם. ניוטון יישם את תורת המכניקה שלו כדי לתאר את מחזורי הגיאות והשפל ואת נקיפת ציר כדור הארץ. התקנים שונים למדידת צורת הכדור הארץ, צפיפותו, שדה הכבידה שלו ומחזור המים שעליו נבנו לאורך ההיסטוריה. במהלך המאה ה-20, פותחו שיטות גאופיזיקליות לחקר מרחוק של היבשות והאוקיינוסים והגאופיזיקה שיחקה תפקיד מרכזי בפיתוח תאוריית טקטוניקת הלוחות.
בגאופיזיקה נעשה שימוש גם לצרכים חברתיים כגון חקר וניהול המשאבים הטבעיים של כדור הארץ, מניעת אסונות טבע וקידום חקר הגנת הסביבה. סריקות גאופיזיקליות מתבצעות תכופות במטרה להעריך היתכנות להמצאות מאגרי נפט, גז טבעי או מינרלים, לצורך חיפוש מאגרי מים תת-קרקעיים, לצרכים ארכיאולוגיים, להערכת עוביים של קרחונים וקרקעות ולתכנון והכנה של פרויקטי שימור סביבתיים.
