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。为了快速地完成一口井的钻井任务，施工前必须精心做好钻井设计。钻井设计通常包括钻井地质设计和钻井工程设计两个部分，钻井工程设计包括工艺技术设计、工期设计和钻井费用预算等。
一口井从开钻到完成，要经过很多道工序，可分为钻前、钻进和完井三个不同阶段。
钻前 开钻前的准备工作主要包括（见钻前工程）：
（1）定井位。地质师根据地质上或生产上的需要确定井底位置。当井身轴线按铅垂线设计时，井口中心与井底中心位置在同一铅垂线上，这就是直井。如果井身轴线定向偏离铅垂线，井口位置不与井底在同一铅垂线上，这就是定向井。
（2）修路。为了将各种设备与物资运入井场，需要修路。因有时满载车总重可达30～40t或更多，公路应能通行重载车。对于海上钻井，人员、设备与物资由专门的补给船或直升机运送。
（3）修井场。在井口周围平整并适当压实铺垫出一块场地以供施工之用。井场面积因钻机而异，大型钻机约需120m×90m，中型钻机约为100m×60m，形状大致呈长方形，可因地制宜。
（4）打基础。为了保证设备在钻井过程中不会下陷，要打基础（或称基墩）。基础可用方木、水泥预制块或在现场用混凝土浇灌。
（5）安（装）设备。立井架，安装钻机、钻井泵及钻井液循环系统等（见钻机拆迁安装）。
从次开钻起到钻完全部井深这一阶段的工作。以一定压力作用在钻头上，使钻头的刃部吃入岩石，并用接在钻头上部的钻柱带动钻头旋转以破碎井底岩石，所产生的岩屑通过钻井流体循环到地面上来，井就会逐渐加深。钻头加到地层上的压力叫钻压，是靠钻柱在钻井流体中的自重的一部分产生的。钻柱从地面一直延伸到井底，井有多深，钻柱就有多长。随着井的加深，钻柱也逐渐增长，其重量也逐渐加大。过大的钻压将会引起钻头、钻柱、设备过早的损坏，所以必须将大于所要求钻压的那部分钻柱重量吊悬起来，不使其作用到钻头上。下部形成钻压的那部分钻柱处于压应力状态，上部被吊悬部分处于拉应力状态。
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。