Магнитотеллури́ческое зонди́рование (от магнит и лат. tellus, род. падеж telluris – Земля; МТЗ), один из геофизических методов разведки, основанный на изучении естественного переменного электромагнитного поля Земли (т. н. магнитотеллурического поля), возбуждаемого источниками, расположенными в околоземном пространстве. Математическая модель МТЗ предложена в 1950 г. А. Н. Тихоновым, в 1953 г. её развил французский геофизик Л. Каньяр. В этой модели предполагается, что на горизонтально-однородную слоистую Землю вертикально падает плоская электромагнитная волна.

При проведении МТЗ регистрируют горизонтальные компоненты электромагнитного поля (его электрической и магнитной составляющих), для чего на земной поверхности устанавливают две электроизмерительные заземлённые линии длиной около 500 м и два магнитометра (под прямым углом друг к другу). Глубина проникновения электромагнитного поля в глубь Земли зависит от его частоты и электромагнитных свойств горных пород, в первую очередь от их электропроводности. На высоких частотах бо́льшая часть энергии падающей волны распределяется вблизи поверхности Земли (см. Скин-эффект), поэтому наблюдаемое поле содержит сведения о физических свойствах приповерхностных горных пород. Поле более низкой частоты проникает на бóльшие глубины и, следовательно, несёт информацию об объектах, залегающих глубже.

Вариации магнитотеллурического поля регистрируются в широком диапазоне частот. По результатам обработки полевых наблюдений строят кривую частотного зондирования, отображающую изменение электромагнитных свойств геологических объектов с глубиной. В процессе интерпретации полученных данных кривые МТЗ, построенные по результатам эксперимента, сопоставляют с теоретическими кривыми, рассчитанными для моделей реальной среды с известными параметрами. Результатом интерпретации является информация о геологическом строении исследуемого участка Земли.

МТЗ используется при региональных геофизических исследованиях, направленных на поиски нефти и газа, изучение глубинного строения Земли, а также при инженерно-геологических изысканиях. Диапазон глубин, изучаемых посредством МТЗ, – от нескольких метров до сотен километров.