Jedná se o skupinu metod, jež měří přirozená nebo uměle vybuzená elektrická pole ve vrtu. Měří se buď potenciál U nebo rozdíl potenciálu napětí ΔU.
Metoda vlastních potenciálů (SP)
Tato metoda využívá faktu, že ve vrtech vznikají přirozená stacionární elektrická pole v důsledku difuzně adsorpčních procesů, filtračních, a oxidačně redukčních procesů. Difuzně adsropční a filtrační procesy se využívají při průzkumu sedimentárních hornin, pokud se ve zkoumaném prostředí střídají polohy s různou mírou propustnosti. Další podmínkou je, že mineralizace podzemních vodu musí být odlišná od mineralizace výplachu (výplach - kapalina vyplňující vrt, může nepříznivě ovlivňovat měření ve vrtech). Oxidačně redukční procesy se uplatňují především na ložiskách sulfidických rud, grafitu a antracitu, v menší míře se vyskytují i ve vyvřelých a metamorfovaných horninách, pokud obsahují minerály s elektronovou vodivostí.
Vlastní měření může být realizováno potenciálovým nebo gradientovým uspořádáním. V prvním případě se měří potenciál pohyblivé elektrody M vůči potenciálu nepohyblivé elektrody N. V druhém případě měříme rozdíl potenciálu mezi elektrodami M a N.
Metoda SP se využívá v sedimentárních pánvích pro vymezení porézních propustnách poloh v profilu, pro zjištění základního litologického členění vrtu nebo pro stanovení koncentrace minerálních látek v podzemní vodě.
Metoda elektrodových potenciálů (EP)
Touto metodou lze identifikovat minerály s elektronovou vodivostí ve stěně vrtu. Po stěně vrtu klouže elektroda M, která má tvar štětečkové elektrody, druhá elektroda N se skládá ze dvou částí N1 a N2, které tvoří prstenec kolem elektrody M a vlastní stěny vrtu se nedotýkají. Vlastním měřením se zjišťuje potenciální rozdíl mezi elektrodami M a N.
Metodou EP lze identifikovat polohy obsahující vodivé minerály, určit charakter zrudnění a mocnost rudního tělesa.
Metoda vyzvaných potenciálů (VP)
V této modifikaci obsahuje hlubinná sonda elektrody A, M, N a jen elektroda B se nachází na povrchu. Celá sestava umožňuje měření potenciálu mezi elektrodami M, N. Největší praktické uplatnění je při vyhledávání ložisek černého uhlí a pro zjištění poloh vtroušeného sulfidického zrudnění.
Odporová karotáž
Odporovou karotáží lze odlišit základní horniny a nerostné suroviny podle jejich měrného odporu. Princip metody je téměř shodný s odporovým profilováním v geolelektrikcých metodách. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že při výpočtu konstanty uspořádání (2π/(1/AM-1/BM-1/AN+1/BN)) se uplatňuje koeficient 4π místo 2π, protože se nacházíme v celém prostoru a ne v poloprostoru. Potenciální rozdíl ΔU mezi elektrodami M, N je přímo úměrný zdánlivému měrnému odporu ρz.
Odporová karotáž má mnoho variant lišících se uspořádáním elektrod, hloubkou dosahu nebo charakterem křivky proti vrstvě o vyšším odporu. Odporové sondy lze jednoduše dělit na dva typy. Křivka zjištěná potenciálovou sondou je symetrická ke střední přímce a proti vrstvě o vyšším měrném odporu vykazuje maximum, kromě případu, kdy je mocnost vrstvy menší než délka sondy. Křivka gradientové sondy je nesymetrická. Jednou z variant je boční měření neboli laterolog. V této variantě je proud orientován pomocnými elektrodami kolmo ke stěně vrtu, čímž je snížen vliv výplachu a zóny průniku na minimum, což umožňuje zjistit změny odporu radiálně ke stěně vrtu.
Odporová měření se využívají nejčastěji k zjištění litologického členění, vymezení propustných poloh nebo sledování struktury uhelných slojí.