最常见的使透地雷达功能受到限制的环境是高电导率的物质，例如黏土质土壤和受到盐分污染区域。透地雷达在地下物质差异交界处(例如岩石和土壤之间)则会因为讯号被散射而大幅降低其探测能力。

至2014年使用的透地雷达系统还有如下限制:

透地雷达的设备至今仍在不断改进前述的限制中，并且未来的改进是可期待的。

2005年，欧洲电信标准协会提出透地雷达设备与操作人员的规范文件以防止雷达释放过量的电磁波辐射。之后成立的欧洲透地雷达协会(EuroGPR)是作为保持透地雷达在欧洲合法使用的代表性组织。

透地雷达使用高频率且通常被极化的无线电波，并且将电波发射入地表之下。当电磁波撞击到埋在地表下的物体或到达介电常数变化的边界时，天线接收到的反射波会记录下反射回波的讯号差异。所涉及的原理类似于反射地震学，但使用的是电磁学能，而非声学能，并且电磁波会在不同介电常数的边界处反射，而声波是在声波阻抗差异边界。

透地雷达可探测的深度范围受到地表下物质的电导率、发射波中心频率和发射波功率限制。电导率上升时电磁波探测深度就会下降，这是因为电磁学能会更快速经由热能消耗，使讯号强度随深度增加而衰减。高频率电磁波可穿透深度较低频率浅，但光学分辨率较高。最佳的穿透深度是在冰上可穿透数百米。而在干燥的砂质土壤或花岗岩、石灰岩、混凝土等大块物质的良好穿透深度可以达到15米。但是在潮湿或含有黏土的土壤中因为高电导率，有时候穿透深度只有数厘米。

透地雷达的天线一般会接触地表以接收到最强的反射波，空载的透地雷达天线则用于地表上方。

跨孔透地雷达已经被开发并应用在水文地球物理学领域，可用来评估土壤内水份是否存在与土壤含水量。

透地雷达今日已在许多领域得到应用。地球科学家使用它来研究基岩、土壤、地下水和冰。有时后透地雷达会被用来寻找埋藏在河床下方的较重颗粒聚集区，可用来寻找黄金或冲积砾石层中的钻石。中国的玉兔号月球车在车体底盘也搭载了透地雷达以探测月球表面土壤和外壳。

透地雷达在工程上的应用包含了结构和路面的无损检测，对地下结构和管线进行定位，以及研究土壤和基岩。在环境整治上，透地雷达可用来寻找垃圾掩埋场、污染羽和其他需要进行整治的区域。而在考古地球物理学上，透地雷达可用来映射考古学上的遗物、特征和墓地并绘制成图。在执法上则应用透地雷达寻找隐密墓地或尸体等物体掩埋区域。军事上则可使用透地雷达侦测地雷、未爆弹药和地道。

1987年以前，英国伯明翰的弗兰克利水库每秒漏水量达到540升。1987年科学家使用透地雷达成功找到漏水区，并将漏水区隔离。

孔内雷达应用透地雷达技术以测绘钻孔以外的地表下结构。现代的定向孔内雷达系统可在单一钻孔内探测并形成3维影像。

另一个透地雷达常见的应用就是对地表下的管线进行定位，这是因为透地雷达可以产生地表下电力、排水等各种管道的3维影像。

英国第四台电视节目《考古小队》中常可看到透地雷达被用来确认适合进行开挖以搜寻物品的情节。1992年时英国办案人员使用透地雷达找到绑架犯麦可·萨姆斯绑架了一名地产代理后所获得，并且被埋在野外的15万英镑赎金。

透地雷达发射的电磁脉冲讯号会被射入地表之下。地表下的物体和地层将会使电磁脉冲被反射，并且被接收天线收到。探测者可从反射波的传递时间得知深度，而这些资料可绘制成图表上的曲线，例如在平面视图中将特定的深度分离出来，或作为3维模型。

透地雷达在有利的条件下(均质砂土区域最理想)是相当有用的工具。就和其他使用于考古学的地球物理方式一样(挖掘除外)，透地雷达探测可以发现考古文物所在位置，并且将考古特征测绘成地图，而不会有损伤文物的风险。在考古学使用的地球物理探勘方式中，透地雷达可以侦测到一些相对体积较小的物体，并且深度较深，更有辨别异常反射波源深度的能力。透地雷达主要的缺点是在比较不理想的环境中，探测能力会受到严重限制。黏土和淤泥等细颗粒沉积物常对透地雷达的探测造成困扰，这是因为这类物质的高电导率会使讯号强度衰减。岩石或不均匀沉积会使透地雷达的讯号被散射，使有效讯号的强度衰减，并使外部噪声增加。

单一行透地雷达资料可以显示地表下特定深度的剖面图。而系统性的多行资料则可以组成3维或特定剖面影像。探测获得的资料可以组成3维影像，或水平、垂直的剖面图。水平的剖面(称为"深度剖面"或"时间剖面")是从平面视图中分离出特定深度而绘成。时间剖面在2014年的时候是应用在考古学上的标准地球物理技术，这是因为水平图层通常是表示不同时期文化活动最重要的工具。

透地雷达可利用数种技术产生脉冲雷达波: 步进频率、频率调制连续波(FMCW)和噪声。2009年起市场上也开始以数字信号处理计数在透地雷达探测时立即进行讯号处理，而非探测结束后才进行。

有一种特殊的透地雷达系统使用未经调制的连续波讯号。这种全息透地雷达和其他种类的透地雷达不同处在于可取得地表下特定水平面的全息影像。这种雷达的穿透深度相当浅(约20到30厘米)，但是平面分辨率足以分辨土中的埋藏物或空洞、缺陷区域、窃听设备，或者藏在墙壁中、地板内的物体、结构元件。

透地雷达可装设于车辆上进行近距离高速道路探测，并且即使是待命状态，仍然可以进行地雷侦测。

透管雷达(Pipe-Penetrating Radar，PPR)是透地雷达技术应用在钻孔内的形式，其发射的讯号会直接通过管道和管壁以探测管壁厚度和管壁外的空洞。

透墙雷达的讯号可以穿透墙壁，甚至可以当作警察的动作感应器。

目前有一扫雷计划是寻求设计一个由软式飞船搭载的超宽带合成孔径雷达系统以寻找地雷存在的区域。

雷达的种类繁多，分类的方法也非常复杂。一般分为军用雷达。通常可以按照雷达的用途分类，如预警雷达、搜索警戒雷达、引导指挥雷达、炮瞄雷达、测高雷达、战场监视雷达、机载雷达、无线电测高雷达、雷达引信、气象雷达、航行管制雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。

按照雷达信号形式分类，有脉冲雷达、连续波雷达、脉部压缩雷达和频率捷变雷达等。

按照角跟踪方式分类，有单脉冲雷达、圆锥扫描雷达和隐蔽圆锥扫描雷达等。

按照目标测量的参数分类，有测高雷达、二坐标雷达、三坐标雷达和敌我识对雷达、多站雷达等。

按照雷达采用的技术和信号处理的方式有相参积累和 非相参积累、动目标显示、动目标检测、脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达、边扫描边跟踪雷达。

按照天线扫描方式分类，分为机械扫描雷达、相控阵雷达等。

按雷达频段分，可分为超视距雷达、微波雷达、毫米波雷达以及激光雷达等。

2005年4月19日19-22时,哈尔滨雷达站观测到重力波结构,主要利用新一代多普勒天气雷达速度场资料对本次过程的重力波结构进行分析。在本次重力波发生发展过程中,径向速度在水平方向上表现为正负速度交替分布的特征;垂直速度在水平方向上平均高度1100m以下是上升、下沉气流交替分布,垂直方向上的气流有时是与垂直方向成一定角度的;重力波波长约为5km,相 速约为10m/s,周

相控阵雷达又称作相位阵列雷达，是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达，因为是以电子方式控制波束而非传统的机械转动天线面方式，故又称电子扫描雷达

相控阵技术，早在30年代后期就已经出现。1937年，美国首先开始这项研究工作。但一直到50年代中期才研制出2部实用型舰载相控阵雷达。80年代，相控阵雷达由于具有很多独特的优点，得到了更进一步的应用。在已装备和正在研制的新一代中、远程防空导弹武器系统中多采用多功能相控阵雷达，它已成为第三代中、远程防空导弹武器系统的一个重要标志。从而，大大提高了防空导弹武器系统的作战性能。在21世纪，相控阵雷达随着科技的不断发展和现代战争兵器的特点，其制造和研究将会更上一层楼 。