钻井的原理说来并不复杂，与采用旋转的钻头在木块上或金属块上钻孔类似。石油钻井是在钻头上给所钻的地层加一定的压力，使钻头的牙齿嵌入地层，然后旋转钻头，利用旋转钻头的扭矩来切削地层，并用循环的钻井液将钻屑带出井眼，以保证持续钻进。钻石油井所面临的任务要艰巨得多，它需要把覆盖在油气层上几百米以至几千米厚的岩层钻穿，而且要使钻成的井眼笔直，或向预定的方向倾斜。这就要有强大的装备，锐利的工具和精湛的工艺技术。
钻井需要通过许多工序才能完成。如像换钻头起下钻、测井、取岩心、下套管固井、试油气和完井等。因此，钻井需要有钻井设备、钻井工具、钻井操作和管理人员与各种钻井专业技术的紧密配合。