利用石油钻井设备从地面开始沿设计轨道钻穿多套地层到达预定目的层（油气层或可能油气层），形成油气采出或注入所需流体（水、气、汽）的稳定通道（即油气井），并在钻进过程中和完钻后，完成取心、录井、测井和测试工作，取得勘探、开发和钻井所需各种信息的系统工程。
21世纪石油钻井技术发展的主导方向是实现钻井的信息化、自动化和智能化。中国石油钻井要进一步提高技术发展速度，缩短与世界先进水平的差距，并努力实现钻井工程的、优质、、环保和低成本。
①获取地下实物资料，即从钻井中采取岩心、矿心、岩屑、液态样、气态样等。
②作为地球物理测井通道，获取岩矿层各种地球物理场的资料。
③作为人工通道观测地下水层水文地质动态情况。
④用作探、采结合，开发地下水、油气、地热等的钻井。
按用途
钻井工程通常按用途分为地质普查或勘探钻井、水文地质钻井、水井或工程地质钻井、地热钻井、石油钻井、煤田钻井、矿田钻井、建筑地面钻井等.
按钻井方式
1、顿钻
顿钻，又称冲击钻。用钢丝绳把顿钻钻头送到井底，由动力驱动游梁机构，使游梁一端上下运动，并带动钢丝绳和钻头产生上下冲击作用，使岩石破碎。顿钻钻速慢，效率低，不能适应井深日益增加和复杂地层的钻探要求，逐渐被旋转钻代替，但它有设备简单，成本低，不污染油层等优点，可用于一些浅的低压油气井、漏失井等。
2、旋转钻
利用钻头旋转时产生的切削或研磨作用破碎岩石。是当前通用的钻井方法。比顿钻钻速快，并易于处理井塌、井喷等复杂情况。
按动力传递方式旋转钻井又可分为转盘钻和井下动力钻两种。
转盘钻在钻台的井口处装置转盘，转盘中心部分有方孔，钻柱上端的方钻杆穿过该方孔，方钻杆下接钻柱和钻头，动力驱动转盘时带动钻柱和钻头一起旋转，破碎岩石。
井下动力钻是利用井下动力钻具带动钻头破碎岩石，钻进时钻柱不转动，磨损小、使用寿命短，特别适于打定向井。井下动力钻有涡轮钻、螺杆钻和电动钻等。
井下动力钻具钻井是利用涡轮钻具、螺杆钻具以及冲击旋转钻具靠钻井液驱动的方法钻井。特点是进尺快、钻压小、泵压高。适合钻定向井或特殊硬底层井段。