在地表進行採取土樣和巖心的小型鑽探，簡稱取樣鑽探。由於所使用的設備小、重量輕、搬遷和操作方便，適用於交通不便、施工地點分散、鑽探淺的和搬遷頻繁的小型鑽探工程。廣泛應用在地質普查、地球化學勘查，以及小型工程勘察等方面。根據取樣要求的不同，使用的取樣工具也各異，如麻花鑽，各種取土器等對地表露頭、淺部覆蓋層或基巖可採取土樣、巖樣、巖心、礦樣，以追索礦體、地質界線，瞭解巖性和構造，探查淺部礦體。其設備也可鑽地震爆破孔、小型工程勘察孔、灌漿孔、設備安裝孔和排水孔等。。鉆孔深度一般為2～30米，鉆孔直徑為幾十毫米至100多毫米。
地表取樣鉆探的主要設備是取樣鉆機，它是一種構造簡單，可以人背肩扛的超輕型鉆機。一般采用小型汽油機作為動力，也有使用電動機、風動或液動馬達驅動的。鉆機的轉速從每分鐘幾十轉至2000轉不等。除采用螺旋鉆頭、硬合金鉆頭外，還廣泛采用金剛石鉆頭。操作時，一般由人力直接加壓和升降鉆具；孔深較大時，即配備簡易的加壓、給進和提升裝置。為瞭適應各種使用要求，世界有關國傢生產瞭各種不同結構和型式的取樣鉆機約100餘種。一般多為輕型手持式（如圖），
也有拖帶式和車裝式。傳動方式為機械傳動或液力傳動等。但功能愈多，結構愈復雜，設備的重量必然增大。
取樣鉆探與淺井和探槽進行比較，具有速度快、操作安全、使用方便、施工占地面積小和費用低等優點。