Radar penetrujący, często nazywany radarem penetrującym ziemię (GPR), działa poprzez emitowanie krótkich impulsów fal elektromagnetycznych w głąb ziemi lub innego materiału. Fale te mieszczą się zazwyczaj w paśmie mikrofalowym widma elektromagnetycznego. Kiedy fale te napotykają różne materiały lub interfejsy w ziemi, takie jak zmiany składu lub zakopane obiekty, odbijają się z powrotem na powierzchnię, gdzie są wykrywane przez sprzęt radarowy.
Analizując czas potrzebny na powrót fal odbitych i ich siłę, systemy GPR mogą tworzyć obrazy lub profile podziemnych konstrukcji lub obiektów.
Zasada działania radaru penetrującego grunt opiera się na tym, że fale elektromagnetyczne zachowują się inaczej, gdy napotykają materiały o różnych właściwościach elektrycznych. Gdy fale radarowe przechodzą przez ziemię, są częściowo odbijane na granicach między materiałami o kontrastującym przewodnictwie elektrycznym i przenikalności dielektrycznej.
Odbicia te są wychwytywane przez odbiornik radarowy i interpretowane w celu utworzenia obrazów lub map przedstawiających obiekty podziemne, takie jak warstwy gleby, skały, puste przestrzenie lub zakopane obiekty.
Radar penetrujący ziemię może wykrywać ciała, rozpoznając anomalie w odbitych sygnałach, które wskazują na obecność obiektów lub zakłóceń zakopanych pod ziemią. Na przykład, gdy fale radarowe napotykają zakopane ciało, w różny sposób odbijają otaczającą glebę lub materiał ze względu na różnice w przenikalności elektrycznej i przewodności.
System radarowy przetwarza te odbicia, aby określić lokalizację, a czasami także rozmiar lub kształt wykrytego obiektu.
Głębokość, na jaką może wniknąć radar penetrujący grunt, różni się w zależności od kilku czynników, w tym rodzaju użytej anteny, częstotliwości fal radarowych i właściwości elektrycznych penetrowanych materiałów. Zazwyczaj georadar może penetrować od kilku cali do kilkudziesięciu stóp (do około 30 stóp w optymalnych warunkach).
Wyższe częstotliwości zapewniają lepszą rozdzielczość, ale wnikają mniej głęboko, podczas gdy niższe częstotliwości wnikają głębiej, ale z niższą rozdzielczością. Głębokość penetracji ma kluczowe znaczenie dla przewodności i przenikalności elektrycznej materiałów podpowierzchniowych, przy czym materiały o wyższej przewodności zmniejszają głębokość penetracji.