Esta análise se fundamenta na anomalia, ou variação de amplitude, que uma onda sísmica refletida possui a depender do seu ângulo de incidência numa determinada interface de estudo em subsuperfície. O termo "anomalia" está ligado à esta variação. 

O fato de as amplitudes refletidas variarem conforme o offset (ângulo) em que se está registrando este evento, uma vez que maiores offsets/ângulos implicam em geral em trajetórias maiores percorridas pelo pulso sísmico. Em consequência, por conta do espalhamento geométrico, em amplitudes menores. 

Este tipo de análise está limitada à aquisições marítimas do tipo streamer, uma vez que, em aquisições de fundo oceânico (como nodes e PRM), a grande diferença de profundidade entre fonte e receptor dificultam a análise do ângulo de incidência do pulso sísmico na interface de estudo. 

Esta análise se fundamenta no fato de que, a depender do fluido presente nos poros de uma rocha reservatório, o comportamento da variação da amplitude refletida com o ângulo muda. O termo "anomalia" nas análises de AVO se refere a este comportamento de variação de amplitude com o offset (ângulo) de forma distinta do background de referência.