地下水资源是人类生产、生活必不可少的资源，如何准确寻找和定位地下水具有很重要的现实意义。本文研究的天然电测探测技术及其探测仪器的应用前景非常广泛，它可以应用于：（1）生产生活的水源开采。如干旱地区的地下水寻找和定位。（2）煤矿的水害防治。通过准确探明煤矿采区及其周边地下水和老窑采空区的分布情况，提出对煤矿安全开采提供科学可靠的预防方案。（3）堤坝渗漏检查。通过准确探明大坝渗漏位置，为制定可靠的堤坝加固方案提供科学的参考。笔者从天然电场探测的基本原理出发，建立了探测的基本模型，并根据所建立的模型，设计了探测仪器的硬件电路，提出了数据解析的方法，并在应用过程中取得了良好的探测效果。此方法与其他的物探找水的方法相比，最大的有优点是天然电场探测方法能够唯一的识别地下水和地下裂隙，解决了以往物探方法不能将地下水和地下固体岩层区分开来的问题以及数据分析时的结果多解性的问题。论文通过天然电场探测原理的分析、探测模型建立、探测仪器的硬件部分电路设计、数据解析的方法及其野外探测实验等对天然电场探测技术进行了详细的探讨，主要的研究内容如下：（1）分析了天然电场探测的原理及其地下水信号和地下裂隙信号形成机理，建立了天然电场探测的数学模型。（2）硬件电路的设计。笔者对天然电场探测仪器的硬件部分电路设计进行了详细的分析。本探测系统设计是以TI公司最近推出的处理芯片TMS320C6726为主控单元构成的探测系统，可以实现数据的采集，数据保存，和上位机通信等功能。另外还有天然电场信号的模拟部分信号处理电路设计，主要包括放大电路，滤波电路等。（3）介绍了信号的基本分析方法，并提出了天然电场信号分析的方。本文以复调制频谱细化分析方法为基础，结合了频谱峰值查找的方法，实现了对天然电场探测的特征信号进行提取。（4）野外测试实验。通过野外测试实验，基本上验证了此探测仪器和探测方法能够准确探测地下水和地下裂隙。