La geofísica es una rama de las ciencias de la Tierra que utiliza métodos físicos cuantitativos para dilucidar algún aspecto del sistema planetario. La geofísica abarca gran parte de la sismología, geodesia (tamaño y forma de la Tierra), ciencia atmosférica, estudio del campo magnético de la Tierra, geotermometría, hidrología, oceanografía, tectonofísica, geodinámica (estudio del interior de la Tierra), exploración e ingeniería geofísica, geofísica. ingeniería, glaciología, petrofísica, geofísica aplicada, física mineral e ingeniería geológica.
La geofísica se basa en la realidad de que los procesos masivos en la materia a menudo se pueden caracterizar en abstracto mediante el uso de ecuaciones físicas simples. Desafortunadamente, cuando muchas piezas componentes están en juego, aunque las piezas se muevan de acuerdo con leyes simples, sus propiedades emergentes son complejas. En consecuencia, la geofísica tiene la reputación de ser uno de los dominios de la ciencia más ávidos de computación. El Earth Simulator (ES), capaz de realizar 35.86 billones de cálculos de punto flotante por segundo, o 35.86 TFLOPS, ubicado en Kanagawa, Japón, fue el superordenador más rápido del mundo entre 2002 y 2004, y se utiliza principalmente para aplicaciones geofísicas.
Un ejemplo de la aplicación de la geofísica es estudiar el núcleo de la Tierra mediante el análisis de ondas sísmicas. Usando supercomputadoras, los geofísicos pueden mapear irregularidades en el núcleo de la Tierra en escalas tan pequeñas como un kilómetro. Un tema que actualmente desconcierta a los geofísicos es la heterogeneidad del núcleo exterior de la Tierra, que se cree que es líquido. En un momento, se creyó que el núcleo externo era bastante homogéneo, pero los cálculos geofísicos han demostrado lo contrario. Los científicos ahora sospechan que el núcleo externo puede consistir en capas alternas de material líquido y sólido.
Hay muchos estudios computacionales geofísicos posibles para los que actualmente carecemos de la capacidad informática para lanzarlos. Un área notoriamente difícil es la de la predicción climática. El alcance del cambio climático durante el próximo siglo es una variable que muchos de los gobiernos del mundo estarían encantados de conocer, pero no existe un método científico para predecir el clima mundial de manera confiable con tanta anticipación.