每當地震發生後，大家是否常常會在新聞頻道上看到主播說：某區域早在地震發生前幾天就出現很多異常現象。例如，大量的蚯蚓跑出地表，井裡的地下水忽然消失，或忽然出現難聞的瓦斯味等等現象。地震發生前是否有些徵兆，一直是科學家們研究的重點，而經由研究發現地震發生前那些異常的生物聚集、地下水下降、地表冒出不明氣體等等異常現象也的確是可能與地震有所關聯。

台灣的地震大多是因為板塊擠壓，使得地殼產生錯動形成斷層所引起的，而在地殼因錯動而形成破碎帶或斷層時，破碎帶上的微小空隙就好像形成了一個通道，使得地底的氣體隨著這個通道快速的與地表土壤裡的氣體相混合，地表土壤裡的氣體(土壤氣)平常成份及濃度變化差異不會太大，但當與地殼內部的氣體快速混和後，地表土壤氣成份便會產生異常的濃度變化。

於是，科學家利用此原理，在斷層上方放置特製的鐵管及土壤氣體採集器，採集土壤中的氣體，然後利用攜帶式氣相層析儀等分析儀器，分析土壤中氣體成份及濃度是否有異常。通常科學家會分析土壤中的氡(Rn)、氦(He)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氫(H2)、氬(Ar)、與氮(N2)等氣體，其中氡氣早在1956年就被拿來做地震前兆的地球化學研究。

氡氣是一種無色、無味、無嗅的放射性氣體，其少量的存在於泥土以及岩石(尤其是花崗岩)中，但因為它是具有放射性的氣體，所以對我們人體而言是有害的，會對人體的肺造成危害，美國環境保護署研究就指出長期吸入過多氡氣可能會導致肺癌，不過氡氣平常在地表的濃度非常小，所以一般而言我們不用太擔心會吸入太多的氡氣，也因為要量測地表的氡氣是否過量，進階讓科學家發現當地震來時，斷層帶附近區域的土壤氣、地下水及大氣中的氡氣濃度會有異常的變化。1966年，蘇聯的科學家便以此方法，發現在加爾姆地區的水井中，地下水裡氡氣濃度有產生異常，因而在地震前兆成功預報了塔什干地震的發生。

目前，台灣有幾個成功的地球化學探勘案例，例如: 於新竹科學園區然後向東延伸到關西地區的新城斷層，在斷層帶附近採集的土壤氣樣品中，有些地方有極高的氦氣濃度異常，這結果與地質調查所公布的新城斷層帶位置相近；分佈於北部地區的山腳斷層帶所偵測到的土壤氣異常值，與地質調查所公佈的山腳斷層可能通過的位置也相當吻合。

國研院的地震工程研究中心在新竹新城斷層、台南新化斷層、宜蘭礁溪等地點設置了土壤氣體觀測站，而台大地質系、中研院地球所、大屯火山觀測站等單位也都設置有類似的觀測站，用以進行長時間的地球化學觀測，在近年的幾個地震案例中都成功觀測到土壤氣體成份的相關變化。