海上钻探是以地质勘探工作为目的，在海洋、海湾等海域内所进行的钻井工程。海上钻探按其所担负的工作性质可分为：近海浅钻钻探、海上石油钻探和大洋钻探。除具有陆上钻探的特点外，由于钻机与井口之间尚隔着一层深度不等的海水，因此就增大了海上钻探的复杂性。第一，必须有一套适应海上条件的钻探装置，以便把钻探设备等支撑在海面上，并提供工作场地。第二，要设置一套从海底井口到海上钻探装置之间的特殊隔水通道以循环泥浆、引导钻具及套管。海上钻探已有数十年历史。早期时均在滨海浅水处，采用人工岛和固定平台式的钻探装置。利用移动式海上钻探装置到几十米以上的深水处进行钻探，则是50年代初才开始的。
世界上已探明的海上石油储量占地球石油总储量的２５.２％，天然气储量占２６.１％。海上石油储量有５５％～７０％在水深小于２００米的大陆架范围内。１８９７年，美国最先在加利福尼亚州西海岸用木栈桥打出第一口海上油井。１９２０年，委内瑞拉在马拉开波湖利用木制平台钻井，发现了一个大油田。１９２２年，苏联在里海巴库油田附近用栈桥进行海上钻探成功。１９３６年以后，美国又在墨西哥湾的海上开始钻第一口深井，１９３８年建成世界上最早的海洋油田。２０世纪４０～６０年代，随着焊接技术和钢铁工业的发展，相继出现了钢质固定平台、坐底式平台、自升式平台等钻井装置，使海上油气开采扩大到３０米水深的海域。１９５０年，出现了移动式海洋钻井装置，大大提高了钻井效率。１９５１年，沙特阿拉伯发现了世界上最大的海上油田。２０世纪６０年代后，随着电子计算机技术和造船、机械工业的发展，建成各种大型复杂的海上钻井、采集、储输设施，促进了海上油气开采的迅速发展。目前世界上有近千座海上石油钻井平台，遍及世界各大洋。墨西哥湾是世界上钻井最活跃的近海区域，目前作业的就有１９０００多口井。在海湾地区作业的近海钻井船１２０多艘。美国路易斯安娜州沿岸有钻机近百座。挪威、巴西等国的海上石油钻探很兴旺，有钻井平台数十座，还有大量供应船、直升飞机在近海作业。２０世纪８０年代时，海上勘探的国家已逾１００个，海上产油国超过４０个。近２０年中，海洋原油产量的比重在世界总产油量中增加了１倍。
