地殻変動は地震の前段階の現象として地震予知とともに扱われる場合が多い。とくに茂木清夫が1944年の東南海地震直前の水準測量データを検証し、地震の前には異常な地殻の変動が発生すると指摘してから、日本では地震予知を目的とした地殻変動観測がさかんに行われるようになった。地殻変動と地震の関連性に関しては、プレート境界地震が上げられる。詳細はプレートテクトニクスを参照。各プレート境界では、地殻のせり上がりや沈み込みに伴う、地殻歪が蓄積しやすい環境となっている。この地殻歪が臨界点を超えるような時、もしくはなんらかの原因で地殻歪が開放される時、地震が起こることが分かっている。活断層と呼ばれる箇所は、プレートの伸縮によって生じた地表に近い歪の表面に現れた箇所との仮説もあり、これも地震の原因となりうる場合が多い。よって、地殻歪を観測することによって、地震予知や早期警報を出す研究が今も進められている。ただし、地震体積モデルと呼ばれるものがあり、その臨界量がどれだけの量なのか、あるいはどのような地質構造の場合どれだけの歪で地震が起こるのか、等については現在も研究が進められている。なお、ハザードマップや地震指定地域と呼ばれるものは、過去数世紀の間に間歇的に地震が生じた箇所を、将来30年程度に生じる確率で表現したものであり、いつ起こってもおかしくはないとされる。特に、空白域と呼ばれる箇所は、有史以来地震の記録が残っていないが、地殻上に断層が残っているため、危険箇所として、多くの地震学者が危険視している箇所でもある。地震後は余効変動と呼ばれる地殻変動が数日から数ヶ月間起こることが多く、その後はプレート運動にともなう定常的な変動のみとなる。
超長基線電波干渉法ともいい、各地に設置された電波望遠鏡による一定のクェーサーからの電波を測定することによって電波望遠鏡間の距離を測定する方法。日本ではJCNETと呼ばれるVLBI観測網にて実施している。精度は数mmまで達しているが、観測網が粗いためGPS観測による測定結果が国土地理院から公表されている。
国土地理院による電子基準点の設置後は、地殻変動観測の代表的な手法となっている。連続してデータを収集できる、基準点設置後は維持や観測にかかる費用が少ないなどの利点がある。また地震直後の余効変動調査では、一時的に多数のGPS受信機を設置して観測を行う「キャンペーン観測」がさかんに行われている。ただし鉛直成分の観測では水準測量に対して精度が劣るため、現在も両者が併用されている場合もある。GPS測量およびグローバル・ポジショニング・システムを参照。
航空機から立体視の方法にて撮影された地形図によって、地殻の変化を捉える方法。近年は、地球観測衛星も活用されている。レーザー高度計やレーダ高度計など、高度な機器を用いて精密な測定が可能になりつつある。合成開口レーダーも参照。
海底地震計に付随して、もしくは単独で設置される水圧計による方法。水圧計にはその上の海水の圧力がかかるため、これを測定することで海底の深さを調べることができる。ただしデータの収集には陸上とケーブルで接続するか、すべての観測後に回収する必要がある。現在ではおもに後者が採用されているため、リアルタイム化は実現されていない。日本では東海地震警戒域の海底などに設置されている。(Note.)2007年度（平成18年度）から、東海地震警戒域の水圧計はリアルタイム観測に切り替えが始まる予定である。中央防災会議の決定により、今後30年以内に起こる可能性が高いとされる、東海・東南海地震に向けた対策の一環である。
海底に機器を設置し（海底局）、海上との音波交信を通して海上局と海底局との距離を測定する方法。これによって、海底地形の変化が捉えられる。まず海上局（船舶やブイ）の位置をGPS等で決定するため、GPSの精度を超えて測定することはできない。さらに海洋中の音速構造によって結果が大きく左右される。日本では海上保安庁、名古屋大学、東北大学によって精度の向上方法が研究されている。海底局を多数設置するのは、広い海洋では難しいため、熊野灘、駿河湾、三陸海岸沖など一部の地域に限って行われている。海洋観測船による音波探査も行われている。これは、海洋観測船から音波を海底に発射し、海底からの反射を測定することによって、海底までの距離を測定する方法。ただし連続観測に向かず、精度もよくない。深海潜水艇（しんかい6500）の母船や地球観測船『ちきゅう』などに搭載されている。
1960年（昭和35年）製造の試作車である2500形2500と、それに続いて製作された2000形2010・2011の3両1編成から成る。窓配置は「d1 (1) D9D (1) 2」および「2 (1) D9D (1) 2」。当時実用化へ向けて開発が進められていたステンレス製の車両で、無塗装化による保守コストの削減を確認することを目的として計画された。構体は台枠や骨組が普通鋼製で外板をステンレスとした、いわゆるスキンステンレス車両である。長期にわたり、製造メーカーである川崎車輛→川崎重工によるステンレス車体の実用評価試験車としての役割を果たした。無塗装であるが、アクセント兼警戒色として赤帯が2本巻かれた。この金属地肌に赤帯というデザインは、後の山陽電鉄の車両で幅広く採用され、山陽電鉄のコーポレートカラーに赤が選定されることにもつながることとなる。基本設計は2次車・3次車に準じるが、窓がアルミサッシ製となりユニット化されたこと、前照灯が国鉄EF61形電気機関車のように四角い枠の中に納められたこと、主電動機がマイナーチェンジされMB-3037-A2となり、台車が2700系で一時試用されたOK-20軸梁式空気ばね台車の成果を踏まえた大径心皿軸梁式空気ばね台車のOK-23（T車）およびOK-24（Mc車）に変更されたこと、地下線乗り入れを意識して前面に貫通扉が取り付けられたこと等が2次車からの改良点である。このグループの乗り心地は良好で、冷房装置さえあれば1980年代でも充分に通用するものであったが、コンプレッサーの容量増大が必要でイニシャルコストも大きかったためか、以後山陽では神戸高速鉄道開業に伴う3000系の大量増備が落ち着いた後の3050系3056Fまで空気ばね台車は採用されていない。付随車2500は、メーカーのステンレス車体試作車として半年ほど早く完成した。同車は試作要素が強いため2500形の最若番とされたが、同様な最若番の1次車とは車内見付が異なるため編成は組まず、2010・2011の竣工までは2次車と編成を組んでいた。また、次に製作された2500形は2504の続番となり2505と付番されたため、2500形は2501が欠番となっている。このグループは1989年（平成元年）に廃車となった。廃車後は主電動機を3200形に供出し、パンタグラフ等も外された状態で東二見車両基地に長期にわたって留置されていたが、1999年（平成11年）に解体されている。