Kütleçekim anomalisi, Dünya yüzeyindeki bir yerde, gözlemlenen kütleçekimi değeri ile teorik bir model tarafından tahmin edilen değer arasındaki farktır. Dünya, düzgün yoğunluğa sahip ideal bir yassı küre olsaydı, yüzeyinin her noktasında ölçülen yerçekimi tam olarak basit bir cebirsel ifadeyle verilirdi. Bununla birlikte, Dünya, yerçekimi alanını bozan engebeli bir yüzeye ve tekdüze olmayan bir bileşime sahiptir. Yerçekiminin teorik değeri, rakım ve yakındaki arazinin etkileri için düzeltilebilir, ancak genellikle ölçülen değerden biraz farklıdır. Bu yerçekimi anomalisi, olağandışı yoğunluğa sahip yeraltı yapılarının varlığını ortaya çıkarabilir. Örneğin, yüzeyin altındaki yoğun bir cevher kütlesi, cevherin artan yerçekimi nedeniyle pozitif bir anomali verecektir.
Farklı teorik modeller, farklı yerçekimi değerlerini tahmin edecektir ve bu nedenle bir yerçekimi anomalisi her zaman belirli bir modele göre belirlenir. Bouguer, serbest hava ve izostatik yerçekimi anomalilerinin her biri, yerçekimi değerine yönelik farklı teorik düzeltmelere dayanır.
Gravimetri adı verilen taşınabilir bir alet kullanılarak, ilgilenilen bir bölgedeki birçok yerde yerçekimi anomalisi ölçülerek bir yerçekimi araştırması yapılır. Yerçekimi verilerinin dikkatli bir şekilde analiz edilmesi, jeologların yer altı jeolojisi hakkında çıkarımlar yapmasına olanak tanır.
