For å kunne beskrive refraksjonsseismikk i flere lag forutsettes det at lagene har relativt like parametere i alle horisontale lag. Når man tar for seg flere horisontale lag er man opptatt av lagenes tykkelse, bølgenes hastighet og materialets tetthet. For å kunne beregne refraksjonen i flere lag brukes det brytningspunktene og grensesjiktet (grenselaget) mellom lagene hvor hastigheten og den kritiske vinkelen vil endre seg over grensesjiktene. Ved flere lag analyseres tiden bølgene bruker til de er reflektert tilbake for å beregne egenskapene til de ulike lagene.