從事研究和建造各種隧道及地下工程的規劃、勘測、設計、施工和養護的一門應用科學和工程技術，是土木工程的一個分支。隧道及地下工程也指在巖體或土層中修建的通道和各種類型的地下建築物，包括交通運輸方面的鐵路、道路、運河隧道，以及地下鐵道和水底隧道等；工業和民用方面的市政、防空、採礦、儲存和生產等用途的地下工程；軍用方面的各種國防坑道；水利發電工程方面的地下發電廠房以及其他各種水工隧洞等。
隧道及地下工程的特點 ①線路在穿越天然高程或平面障礙時修建地下通道，是克服障礙的有效方法。②能夠分擔地面交通和人流的負荷，節約城市用地。③承受爆炸荷載和地震荷載的能力比地面結構強，許多國防、民防工程以及抗震和各類防護工程都可采用。④地下建築物內部的氣溫和濕度都比較穩定，它具有節能特點，可作為各類地下貯庫和冷藏庫。⑤造價昂貴，隻有在已論證它有充分的戰術、技術和經濟效益的條件下才宜興建。⑥施工期限長，施工作業面較窄，可能容納的勞力和機械都受限制；但由於工業化施工和機械性能的提高，這種情況正在得到改善。⑦穿越的地質條件常復雜多變，遇到的意外情況比較多，工程的定位、設計和施工方法都必須隨時作相應的調整，因此要求有關規劃、勘測、設計、施工和使用管理部門密切配合。
沿革 人類在原始時期就利用天然洞穴作為群居和活動場所。世界上第一座交通隧道是公元前2180～前2160年在巴比倫城中的幼發拉底河下修築的人行通道。在古代，各文明古國曾修建過地下墓室，灌溉、給水、排水隧洞，采礦巷道和地下糧食倉庫等。
中國早在遠古時代就利用雙手和簡單工具，在黃土類地層中模擬天然洞穴的形狀修築窯洞以供居住。春秋時代，中國就有鄭伯“隧而相見”等史實。在陜西修築洛惠渠時，曾在今大荔縣商顏山（今鐵鐮山）發現古代修築的水底隧道。
古代的許多地道、陵墓大多是用明挖法修築的，用礦山法開挖的隧道不多，是靠奴隸們的雙手及一些簡單的工具（如丁字鎬、鐵釬、尖楔等）修築起來的。其後，人們曾用大火將坑道開挖面灼熱，然後驟然以水或醋噴射，利用溫度的劇烈變化來碎裂巖層，以便開挖，加快修建速度；在陜南褒城附近可以看到漢代建造的石門隧道（見道路工程發展史），就是用此法建成的。由於缺乏比較完善的工具和設備，當時隧道的修築技術水平很低，一座很短的隧道大多需十幾年至幾十年的時間才能建成。19世紀20年代，蒸汽機的出現以及鐵路和煉鋼工業的發展，促進瞭隧道及地下工程的發展。1826～1830年在英國利物浦，於硬巖中修建瞭兩座最早的鐵路隧道。1843年在英國泰晤士河，修建瞭第一條水底道路隧道。1860年開始修建倫敦地下鐵道。這個時期在歐洲大陸還修建瞭幾座較長的鐵路公路隧道，如辛普朗鐵路隧道(見彩圖)、聖哥達公路隧道等；隨著施工技術的發展，還修建瞭不少穿越江河的水底隧道。但一直到20世紀50年代，人們才逐步總結出各種類型隧道及地下工程的規劃、設計和施工的基本原理，在土木工程中逐漸形成瞭一個獨立的工程領域。
瑞士辛普朗隧道（長19.8公裡）洞口
瑞士國有鐵路供稿
隧道及地下工程的種類
地下鐵道 由於城市的不斷擴大和發展，市內地面運輸已經不能滿足交通要求，修建地下鐵道成為最有效的手段之一。世界上有80多個城市已修建或正在修建地下鐵道，中國北京已修建瞭40.1公裡地鐵，天津已建地鐵7.2公裡，其他大城市正在規劃中。
地下鐵道的優點是：和其他城市運輸類型相比較，其運送能力最大；由於沒有平面交叉和采取自動閉塞信號，可以保證通行安全；地鐵各列車間的間歇時間可以很短，給旅客以很大方便；噪聲小，保護環境條件好。地下鐵道還必須和地面其他運輸類型及相應設施彼此配合，才能發揮更好的作用。近20～30年來，在某些國傢的大城市（如日本東京、大阪等地）和地鐵相配合還修建瞭具有相當規模的地下街和地下商場等。地鐵的缺點是：固定運營費用比重較大，隻有客流密度很大時才是經濟合理的。
鐵路和公路隧道 中國1949年以來為克服山嶺障礙修建瞭總延長2000多公裡的鐵路隧道，正在修建中的大瑤山鐵路隧道長達14公裡。還修建瞭許多公路隧道。較長的有河南省輝陵公路的向陽隧道，長1400米；林石公路的太行隧道，長960米。鐵路和公路常需要跨越江河港口。為此，需要修建水下的鐵路或公路隧道。修建水底隧道過去多采用盾構法。但盾構法施工的斷面是圓形的，內部凈空不能很好利用，且埋深較大，使隧道總長度增加。采用沉管法可避免上述缺點。在荷蘭已經用沉管法修建瞭十幾條水底隧道。中國在上海用盾構法已建成黃浦江打浦路隧道，正在修建第二條越江隧道，還準備用沉管法修建第三條越江隧道。在日本，已經修建瞭許多鐵路或公路隧道，把一些島嶼聯結起來，著名者如青函海底隧道。橫越英法海峽的海底隧道還在研究技術經濟方案。現在通過直佈羅陀海峽的隧道方案正進行可行性研究。從九龍到香港的海底隧道已修建完成。（見彩圖）
九龍—香港海底隧道道口
其他地下工程 水電站都修引水和泄水隧洞，有的還修有地下廠房和其他洞室。核電站有全部修建在地下的，也有為掩埋核廢料的地下深層洞庫。軍工工程和人民防空工事，有不少修於地下。有些地下工程可利用天然洞穴，在加固修繕後使用。
主要施工方法
明挖法 敞口開挖基坑，再在基坑中修建地下結構，最後用土石重新覆蓋填實。
盾構法 用盾構開挖隧道的一種施工法。盾構為一個鋼制圓筒，前部為切口環，目的為保護開挖面上工作人員的安全；中部為支承環，承受地層壓力，安設千斤頂，並靠這些千斤頂將盾構向前推進。盾構內部空間用橫向及豎向隔板分隔成小的工作室，並在隔板上安設輔助機具。後部盾尾部分是用來支撐坑道，並作為裝配襯砌環的空間。修建時在開挖面上掘進襯砌的一環長度後，盾構可推進到挖好的空間內，並在盾殼保護下裝配隧道襯砌。在含水淤泥地層中可采用壓縮空氣以穩定工作面。在日本以及其他國傢，針對這類地層情況已經設計並推廣瞭泥水盾構。其基本類型可分為兩種，一種是泥水平衡式，一種是土壓平衡式。泥水平衡盾構采用一個可以旋轉的切削輪，可以在封閉於工作倉壁和隧道作業面之間的有壓粘土泥漿中開挖地層；儲氣罐給泥漿保持需要的壓力，借以控制地下水並穩定作業面。土壓平衡盾構是在有土壓的密封倉裡切削地層，並用螺旋出土機排泥。盾構開挖法采用的襯砌類型有預制混凝土管片、剛性砌塊和就地澆築的鋼纖維混凝土等。
地下連續墻法 是在地下鐵道或其他地下結構的兩個邊墻位置處沿線路方向挖槽，灌註特制的泥水，以穩定槽壁，然後安放鋼筋籠，灌築混凝土邊墻。在兩側邊墻的保護下，可以挖開街道先修建結構頂蓋，然後進行填實，恢復交通，再進行下部地層的開挖。此法優點是對地面交通的幹擾時間短，范圍小，對路邊建築物的影響也較小。意大利米蘭地鐵就是用此法修築的典型例子（見地下連續墻）。
礦山法 鐵路、公路隧道和其他山嶺隧道或地下建築物一般均可采用礦山法施工。此法又可分為：①鉆眼爆破法。位於各類巖石地層內的隧道，均可采用鉆眼、裝藥、爆破的方法開挖。在硬巖中開挖隧道可采用鑿巖臺車鉆眼，進行全斷面開挖。②新奧法。20世紀30年代發展起來的新方法。其要義是以隧道圍巖作為支護的主要手段。施工過程中盡量減少圍巖的松動破壞，並在開挖後及時支護，以確保離臨空面一定深度處的圍巖內形成承載圈。支護設置有一個最佳時間：過早支護會使噴射混凝土和巖層間產生很大地層壓力；過遲支護則圍巖將因變形過度而松動。為瞭正確估計合理的支護時間，必須對開挖後的隧道圍巖及時進行收斂量測。③掘進機開挖法。近年來得到瞭大力推廣。掘進機是利用安裝在機軸轉盤上的刀具直接切削巖層。首先制造隧洞掘進機的是美國羅賓斯公司。中國已經制造瞭直徑5.8米的水工隧洞掘進機，使用效果良好。近年來隧道開挖後的支護有瞭很大的發展。噴錨支護為各種復雜地質條件下使用礦山法修建各種隧道提供瞭有效的支護。
此外，修築水底隧道時，可使用沉管法；在穿越鐵路、道路、河流或建築物時，可使用頂管法。修建地下池槽、地下廠房、倉庫和各種地下井時，還可使用沉井法（見地下工程沉井法施工）。
發展 因地制宜，開拓地下空間資源和發展其經濟效益，是當前各國在隧道及地下工程領域中總的發展趨勢。例如中國在雲、貴、川以及閩、浙一帶可以有選擇地利用天然溶洞；在西北黃土高原則可利用新的工藝(例如噴混凝土支護和加強通風照明等)來修建窯洞。在各大城市，要加強地下交通運輸系統和公用管道的規劃，以及民防與市政地下工程的總體佈局。
開展隧道和地下結構的理論研究，包括有限元法在地下結構設計計算中的應用；巖土材料試驗工作；以及工地現場量測和信息監控技術等，使理論能更好地結合實際。
在長大隧道和重點地下工程中，推行施工綜合機械化。在軟土地層中，采用適合地層條件的盾構、頂管、沉管和連續墻施工方案；在硬巖中采用新型掘進機或高效水鉆臺車，以及光面爆破和預裂爆破等先進技術。在一些長隧道中采用水平鉆井已取得成功。以噴錨支護為基礎的新奧法施工，可大力推廣。