Η γεώτρηση είναι η διάτρηση του εδάφους και η δημιουργία ενός στενού και μεγάλου βάθους ανοίγματος με σκοπό τον εντοπισμό και την άντληση υπόγειων κοιτασμάτων νερού, φυσικού αερίου ή πετρελαίου ή επίσης με σκοπό την εκμετάλλευση της γεωθερμίας η δειγματοληψία του εδάφους. Τα κατάλληλα εργαλεία για την πραγματοποίηση της γεώτρησης είναι τα γεωτρύπανα.

Το γεωτρύπανο είναι ένας ολόκληρος μηχανισμός που αποτελείται από διάφορα τμήματα και επιμέρους μηχανισμούς. Στον βασικό εξοπλισμό του γεωτρύπανου ανήκει το κοπτικό άκρο, η στήλη διάτρησης και το σύστημα ψύξης της κεφαλής και καθαρισμού της γεώτρησης από τα τρίμματα και το σύστημα υποστήριξης όλου του εξοπλισμού.

Μέχρι το 1900, η διάνοιξη των γεωτρήσεων, κυρίως υδρογεωτρήσεων για διάνοιξη πηγαδιών, γινόταν με ένα απλό κρουστικό σύστημα. Ένα τεράστιο μεταλλικό κοπίδι που είχε τη μορφή της γνωστής σμίλης του γλύπτη συνδεόταν με μια βαριά μεταλλική ράβδο. Το σπάσιμο των πετρωμάτων και η διάνοιξη της οπής γινόταν με την απότομη πτώση του κοπιδιού. Η απομάκρυνση των θραυσμάτων έπρεπε να γίνεται συχνά για να μπορεί να συνεχίσει η γεώτρηση και γινόταν με τον ακόλουθο τρόπο. Το άνοιγμα γέμιζε με νερό και δημιουργούσε ένα λασπώδες μείγμα. Τότε μέσα στο άνοιγμα βυθιζόταν ένας σωλήνας με μια βαλβίδα στην άκρη του, το οποίο γέμιζε με αυτό το μείγμα. Η βαλβίδα κλεινόταν και ανέβαζαν το σωλήνα στην επιφάνεια. Το 1900, ο Antony Lucas ανακάλυψε τη δυνατότητα διάτρησης του εδάφους με περιστροφική κίνηση και με παράλληλη συνεχή απομάκρυνση της λάσπης από το σημείο της διάτρησης. Έτσι ξεκίνησε για πρώτη φορά η χρήση των περιστροφικών γεωτρύπανων τα οποία έκτοτε χρησιμοποιούνται στις πλείστες περιπτώσεις γεωτρήσεων και συνεχώς αναπτύσσονται και βελτιώνονται.

Τα βασικά μέρη ενός περιστροφικού γεωτρύπανου είναι αυτά που εξασφαλίζουν την περιστροφή και το ανεβοκατέβασμα του κοπτικού εργαλείου, την εφαρμογή βάρους σ’ αυτό, την κυκλοφορία του ρευστού διάτρησης για ψύξη του κοπτικού και απομάκρυνση των θραυσμάτων, την καταγραφή των παραμέτρων και την ασφάλεια του εξοπλισμού και της εκτέλεσης:
1. Το πλαίσιο στήριξης του γεωτρύπανου,
2. Ο πύργος,
3. Το σύστημα δημιουργίας και μετάδοσης των κινήσεων,
4. Η τράπεζα περιστροφής,
5. Το βαρούλκο για το ανέβασμα της διατρητικής στήλης,
6. Η διατρητική στήλη,
7. Η κοπτική κεφαλή του γεωτρύπανου,
8. Η αντλία της λάσπης,
9. Ο αεροσυμπιεστής και
10. Ο παρελκόμενος εξοπλισμός του γεωτρύπανου.

Υπάρχουν διάφορα είδη γεωτρύπανων. Η επιλογή του κατάλληλου γεωτρύπανου έχει να κάνει με το είδος του, το μέγεθος του, την ισχύ του, το μέγεθος της αντλίας της λάσπης, το κοπτικό εργαλείο, και γίνεται για να επιτευχθεί η σωστή γεώτρηση με το μικρότερο δυνατό κόστος. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή του γεωτρύπανου είναι:
1. Ο σκοπός της γεώτρησης (δειγματοληψία, γεωθερμία, υδρογεώτρηση, διάτρηση),
2. Η τοποθεσία της γεώτρησης,
3. Η φύση και η σκληρότητα του εδάφους,
4. Το βάθος γεώτρησης και
5. Η διάμετρος της γεώτρησης.

Έτσι μπορούμε να διακρίνουμε, γεωτρύπανα γεωτρήσεων, γεωθερμίας και δειγματοληψίας, γεωτρύπανα κρουστικά και περιστροφικά, γεωτρύπανα κανονικά και μεγάλης διαμέτρου, γεωτρύπανα τροχοφόρα και ερπυστριοφόρα, αυτοκινούμενα, ρυμουλκούμενα και συρόμενα σε έλκηθρο, γεωτρύπανα που χρησιμοποιούν για ψυκτικό μέσο νερό, πεπιεσμένο αέρα ή πολφό και αρκετές άλλες κατηγορίες. Γεγονός πάντως είναι πως υπάρχουν γεωτρύπανα για μικρά βάθη που φτάνουν μέχρι 200 μέτρα και γεωτρύπανα για μεγάλα βάθη που μπορούν να φτάσουν μέχρι 800 μέτρα και ακόμα περισσότερο.