По сравнению с собственно обработкой, процесс интерпретации является значительно более сложным и неоднозначным. Интерпретацию сейсморазведочных данных выполняют на всех этапах их обработки: без своевременного анализа и геологического истолкования промежуточных материалов нельзя получить полноценные окончательные результаты. Решающее значение интерпретация приобретает на заключительном этапе построения итоговой сейсмогеологической модели объекта исследований.
На волновых картинах интерпретатор с помощью специальных компьютерных программ, снабженных разнообразными средствами визуализации, обнаруживает и прослеживает полезные волны. В результате он создает толстослоистую структурно-скоростную модель исследуемой среды, т. е. объемную или плоскую картину геологических объектов в сейсмическом представлении — осадочных напластований, складчатых образований, разрывных нарушений, локальных неоднородностей. Из формы и интенсивности отраженных волн можно извлекать информацию о физических свойствах пород, составляющих разрез, и тем самым прогнозировать их геологические характеристики.
Количественная интерпретация годографовов и временных разрезов начинается с изучения скоростного разреза и определения средних скоростей толщ пород над каждой из выявленных отражающих и преломляющих Далее временные разрезы преобразуются в глубинные, т.е. определяется геометрия разреза (глубины залегания, углы наклона) и распределение пластовых, средних, граничных скоростей по профилю и глубине.
Заключительным этапом является геологическое истолкование результатов, для чего используется вся геологическая информация, данные бурения и геофизических исследований в скважинах (ГИС). Оно заканчивается построением сейсмогеологических разрезов, называемых так потому, что это фактически структурно-геологические разрезы, но построенные по данным сейсморазведки и ГИС. Кроме того, строятся структурные карты.