Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται η εφαρμογή μεθοδολογιών τρισδιάστατης αριθμητικής προσομοίωσης για την εκτίμηση της σεισμικής επικινδυνότητας και τον υπολογισμό της τρισδιάστατης επίδρασης των τοπικών εδαφικών συνθηκών. Γίνεται παρουσίαση ενός νέου αλγορίθμου σε περιβάλλον MATLAB, ο οποίος βασίζεται στη μέθοδο πεπερασμένων διαφορών σε τρισδιάστατο κλιμακωτό πλέγμα κόμβων. Στον προτεινόμενο αλγόριθμο χρησιμοποιούνται σύγχρονες μεθοδολογίες ως προς την εφαρμογή οριακών συνθηκών, εισαγωγή ελεύθερης τοπογραφικής επιφάνειας ως άνω όριο του πλέγματος, προσομοίωση ανελαστικής απορρόφησης και εφαρμογή πηγών πεπερασμένων διαστάσεων. Παράλληλα, παρουσιάζεται και ένα φιλικό προς τη χρήση γραφικό περιβάλλον στοχευμένο στη εύκολη εφαρμογή του παραπάνω αλγόριθμου. Οι τυπικά πολύ μεγάλες υπολογιστικές απαιτήσεις των τρισδιάστατων τεχνικών προσομοίωσης ελήφθησαν υπόψη κατά το σχεδιασμό του λογισμικού και ελήφθησαν συγκεκριμένα μέτρα ως προς τη μεγιστοποίηση της αποδοτικότητάς του. Στο λαγισμικό που παρουσιάζεται εφαρμόζονται πράξεις πινάκων και υπολογισμοί με την χρήση της κάρτας γραφικών (GPU), με αποτέλεσμα την σημαντική αύξηση της ταχύτητας των 3Δ προσομοιώσεων κατά πολλές τάξεις μεγέθους σε τυπικούς οικιακούς υπολογιστές. Για τον έλεγχο της ορθότητας των υπολογισμών έγιναν δοκιμαστικές προσομοιώσεις για διάφορα συνθετικά μοντέλα και συνδυασμούς παραμέτρων. Από τους παραπάνω ελέγχους αποδείχθηκε η αξιοπιστία των αποτελεσμάτων ακόμα και για ιδιαίτερα ανομοιογενή μοντέλα υπεδάφους ενώ επιτεύχθει αρκετά ικανοποιητική ταύτιση των αποτελεσμάτων αυτών με τα αποτελέσματα που προκύπτουν από άλλες μεθοδολογίες. Η εισαγωγή πραγματικών σεισμικών γεωφυσικών δεδομένων, προκειμένου να εκτιμηθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια η σεισμική επικινδυνότητα, διερευνάται επίσης μέσω αρκετών πραγματικών εφαρμογών του λογισμικού. Χρησιμοποιήθηκε ένα ρηχό τρισδιάστατο μοντέλο ταχύτητας σεισμικών κυμάτων, το οποίο υπολογίστηκε εφαρμόζοντας την τεχνική παθητικής MASW και χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό της εδαφικής ενίσχυσης που προκαλείται από τη ρηχή τρισδιάστατη δομή στην πόλη του Λουτρακίου. Ένα τρισδιάστατο τομογραφικό μοντέλο ταχύτητας, που υπολογίστηκε από παλαιότερη εφαρμογή της μεθόδου παθητικής σεισμικής τομογραφίας, χρησιμοποιήθηκε επίσης σε μια προτότυπη εφαρμογή του αλγορίθμου με στόχο τον εντοπισμό του πιθανού ρήγματος που σχετίζεται με έναν ισχυρό ιστορικό σεισμό στην περιοχή του Βόρειου Ευβοϊκού Κόλπου. Τέλος, αξιολογήθηκε η επίδραση της δομής τρισδιάστατης λεκάνης κάτω από την πόλη του Βόλου χρησιμοποιώντας ένα συνθετικό μοντέλο λεκάνης που προήλθε από μετρήσεις MASW σε συνδυασμό με γεωλογικά δεδομένα, στην τελευταία παρουσίαση της εφαρμογής του αλγορίθμου.