从1927年斯伦贝谢兄弟测出了世界上第一条测井曲线到现在90多年时间里，测井技术从简单的单电极测量仪逐步演化成了集成化的测井系列，利用电、声、核、光、磁等各种物理原理，采用先进信息传输技术，能对地层剖面进行多参数高精度测量。通过对测井数据进行综合分析与智能解释，实现了对油气层的精细评价，为油气勘探开发提供了重要资料和依据。
根据各个时期数据采集系统的特点，测井技术的发展大致可分为模拟测井、数字测井、数控测井和成像测井四个时代。
模拟测井时代（1927—1964年）。1927年测井技术诞生后，提出了不同的测井技术。1931年意外地发现了自然电位测井。当钻井液为不导电的油基钻井液时，直流电测井无法使用，迫使人们进一步探索，法国人道尔（Doll）提出感应测井方法。1949年，道尔设计的感应测井仪器在美国得克萨斯州某油田7号井中记录了第一条感应测井曲线。在声波测井方面，美孚（Mobil）石油公司和壳牌（Shell）石油公司在20世纪50年代早期独立地发展了声速测井。1952年，萨默（Summer）和布罗丁（Broding）提出了单发双收声波测井仪。1964年，斯伦贝谢（Schlumberger）公司研发出双发双收井眼补偿声波测井仪。放射性测井又称核测井，开始于20世纪30年代末，美国和苏联首先使用自然伽马测井方法评价地层和区分岩性，60年代后发展了一系列核测井仪。在模拟测井时期，测井仪器采集的信息通过光点照相的方式记录在胶片上。
数字测井时代（1965—1972年）。与照相类似，在数码相机出现以前，照片大多采用胶片保存，当照片数量很多时，保存起来非常麻烦。数码相机出现后，采用U盘等存储设备不仅保存、浏览照片非常方便，而且保存照片的数量也大大增加了。
随着测井工作量增大，测井采集的信息越来越丰富，模拟记录已不能满足资料处理的需要。20世纪60年代初，人们开始研制数字化测井地面仪及井下仪器。1965年，斯伦贝谢公司首次利用磁带记录仪记录了数字化的测井数据，宣告数字测井的诞生。
数控测井时代（1973—1990年）。数字测井解决了测井信息的存储问题，但是还没有解决采集过程的控制和资料的处理问题。20世纪70年代中期，斯伦贝谢公司的CSU（CyberServiceUnit）系统投入商业应用，开创了数控测井时代。测井地面仪由通用计算机系统、专用电子接口及专用测井软件构成，测井工程师通过计算机及控制系统实现了仪器交互。地面采集仪器是由车载计算机和外围设备组成的人机联作系统，可以完成对井下仪器测量数据的采集和实时记录，并能在井场进行快速直观分析。数控测井系统是20世纪80年代最先进的测井设备。
成像测井时代（1990年以后）。在成像测井出现前，测井仪器记录均为一维曲线信息，也就是说在一个深度点只有一个对应的信息。能不能像拍照片一样，在井下一个深度点沿着井周测量多个信息，从而用图像方式显示地下储层在二维空间的物理属性分布？
1986年，斯伦贝谢公司开发出第一代成像测井仪器——微电阻率扫描成像测井仪。利用测量结果可以得到二维图像，使人们对地下情况的认识更加直观，这是测井技术的一次飞跃。成像测井井下仪器主要有四类：电成像、声成像、核磁共振成像和井下光学照相。成像测井资料可用于确定地层倾角，评价裂缝、断层、孔洞，描述薄互层、地层各向异性和非均质性，还有其他地质工程应用，等等。成像测井使得测井对油气藏的描述更加准确，为复杂油气藏的高效勘探和开发提供了重要支撑。1990年后，成像测井快速推广应用。
2000年以后，科学技术日新月异，数据科学突飞猛进，全球科技正朝着数字化、信息化、智能化方向迅速发展，人工智能在石油勘探开发领域中得到广泛应用，并显现出巨大的潜力。油气勘探开发智能化和测井技术智能化已经成为发展的必然趋势，新一代智能测井时代已经到来。智能测井主要包括采集系统智能化、数据解释智能化两大部分，前者以智能芯片、智能控制、井下机器人等为标志，后者以数据科学、机器学习、智能反演等为标志。