Если измерить силу тяжести в определенных местах, то можно получить важную информацию о горизонтальных изменениях плотности земного вещества при переходе, например, от котловины к хребту, материку или желобу. Общие закономерности гравитационного поля Земли можно выявить при помощи измерения орбиты спутника, а вот детали требуют непосредственного измерения в требуемых районах планеты.

Кроме этого, гравиметрический метод исследования дает возможность отследить мощность разных слоев земной коры и литосферы, установить место расположения разломов, а также найти изостатический неуравновешенные области, определить прочность коры, степень вязкости литосферы, механизмы, которые нарушают равновесие, и с какими темпами оно восстанавливается. Чтобы выполнить такое исследование в море или океане, используют специальные приборы на судах, в том числе и на подводных лодках, на самолетах, и донные гравиметры.

После проведенного измерения силы тяжести в 1923-1938 годах с подводных лодок, Ф. Вейнинг-Мейнес доказал, что Средне-Атлантический хребет, как и океанические котловины, в общем изостатически уравновешен. Обнаруженные аномалии Фрая в свободном воздухе в точности показывают рельеф дна. Для получения информации о плотности вещества земных недр, пересчитывают наблюдаемые значения, при этом исключая влияние рельефа, в итоге получают аномалии Буге. Е.Д. Корякин и А.Г. Гайнанов показывают данные, согласно которым, изменение аномалии Буге на 100мГал соответствует изменению мощности земной коры на 3,8 километра, а в переходной зоне – на 5,8 километра.

Благодаря гравиметрическому методу исследования выяснилось, что у гравитационного поля глубоководных котловин наблюдаются небольшие положительные и отрицательные аномалии, а значения силы тяжести в редукции Буге могут достигать +400 мГал. Это говорит о том, что кора глубоководных котловин также находится в изостатическом уравновешенном состоянии. Восточно-Марианская, Северо-Восточная, Северо-Западная и Центральная котловины обладают отрицательными аномалиями Фая, а Каролинская и Филлипинская – положительными. Отличаются котловины Тихого океана и по значениям аномалий Буге. Например, в Северо-Восточной они немного понижены (+250, +350 мГал), повышение наблюдается в Филлипинской и Северо-Западной (+400, +449 мГал).

Также отличается гравитационное поле от прилегающих котловин немного увеличенным значением аномалии Фая (+20, +40 мГал), а также немного уменьшенными показателями аномалии Буге (+130 мГал). Например, если хребты были бы просто подняты блоками коры, то показатели аномалий были бы значительно больше. Это говорит о том, что вещество, находящееся под ними, находится в несколько разуплотненном состоянии.

Гравиметрические данные дают необходимую информацию о мощности литосферы.