Este trabalho apresenta um estudo abrangente sobre novas técnicas para modelagem de sensores eletromagnéticos usados na prospecção de petróleo. Estes sensores normalmente ficam imersos em formações geofísicas complexas (não homogêneas, dissipativas e anisotrópicas) com dimensões e parâmetros constitutivos do meio envolvendo múltiplas escalas, e isso representa um problema desafiador para as técnicas tradicionais de eletromagnetismo computacional. Nossa proposta supera esses problemas e contribui para uma melhor compreensão dos fenômenos eletromagnéticos físicos que ocorrem nessas estruturas. Analisamos o problema de propagação usando: a) uma técnica de onda completa baseada no método de casamento de modos, b) soluções perturbacionais para a equação integral de Fredholm vetorial baseadas na aproximação de Born, e c) métodos variacionais para o cálculo da impedância dos sensores eletromagnéticos de interesse para a exploração geofísica. Nós apresentamos resultados que demostram a capacidade das técnicas introduzidas nesta tese para modelar de forma acurada e eficiente sensores eletromagnéticos de forma mais realista do que as alternativas disponiveis na literatura. O custo computacional dos algoritmos desenvolvidos é relativamente baixo comparado com técnicas puramente numéricas tradicionais (tais como os métodos de elementos e diferenças finitas ou o método dos momentos).