欠平衡压力钻井是指在钻井过程中，钻井液柱作用在井底的压力（包括钻井液柱的静液压力、循环压降和井口回压）低于地层孔隙压力。它包括了以下系统和装置：旋转控制头/防喷器系统、液流导向系统、地面分离系统和地面数据采集系统。
欠平衡钻井系列分为：
（1）气体钻井，包括空气、天然气和氮气钻井，密度适用范围0～0．02g/cm3。
（2）雾化钻井，密度适用范围0．02～0．07g/cm3。
（3）泡沫钻井液钻井，包括稳定和不稳定泡沫钻井，密度适用范围0．07～0．6g/cm3。
（4）充气钻井液钻井，包括通过立管注气和井下注气两种方式。井下注气技术是通过寄生管、同心管、钻柱和连续油管等在钻进的同时往井下的钻井液中注空气、天然气、氮气。其密度适用范围0．7～0．9g/cm3，是应用广泛的一种欠平衡钻井方法。
（5）水或卤水钻井液钻井，密度适用范围1～1．3g/cm3。
（6）油包水或水包油钻井液钻井，密度适用范围0．8～1．02g/cm3。
（7）常规钻井液钻井（采用密度减轻剂）。
（8）钻井液帽钻井，国外称之为浮动钻井液钻井，用于钻地层较深的高压裂缝层或高含硫化氢的气层。
欠平衡钻井革命性变化提高了对储层油气的发现和保护，中国近些年几乎所有重大地质发现都离不开该技术，中国石油几乎所有的油田在应用欠平衡钻井时都见到了良好效果。欠平衡钻井在油气开发上可有效保护储层，提高单井产量。此外，欠平衡钻井也是有力的钻井提速手段，空气钻井甚至可数量级提速。
目前，国外公司能成熟运用新一代欠平衡钻井技术，即在钻进、接单根、换钻头、起下钻等全部作业过程中保持井下循环系统中流体的静水压力小于目标油气层压力。未来，欠平衡钻井技术将进一步朝安全、简便和适用的方向发展，朝向钻井模型分析、更有效的钻井液、更有效的井底导向系统与马达等方向发展，这将有利于新的钻井液井控与地面分离系统的发展。这对保护油层和提高钻井速度具有重要意义，将广泛用于低压、低渗透油田。