波形反演（waveform inversion），理学-地质学/地质资源与地质工程-〔地球探测与信息技术〕-地震勘探-地震数据处理-地震数据反演，依据地震波形等信息来构建目标泛函，进而对地下介质参数进行反演预测的方法。基于波形反演的速度反演方法，将速度或慢度、慢度的平方等作为反演目标参数。波形反演数据空间可以是地表地震波全波场、地震波场的各种运动学和动力学响应，也可以是实施偏移后共成像点道集的数据（拉平或聚焦）。波形反演具有强非线性、不适定性（欠定）与多解性，所以在建立反问题时，需要在目标泛函中加入约束模型的某种性质的泛函项。若反演的数据空间选定为地震波全波场，考虑了丰富的波传播现象，如透射、一次反射、多次反射、绕射、散射等，则其数据空间为地震波形特征，反演精度高。但同时也存在一些挑战，如在计算泛函的梯度时需要进行大量的正演模拟，计算量大；反问题的强非线性，利用局部最优化理论得到的线性近似难以满足要求；对初始模型的低波数部分（背景模型）的精度要求比较高，收敛速度比较慢等。