与海洋相比，大陆地壳要复杂得多。海洋地壳中的岩石类型比较简单，而且年龄不超过2亿年；而大陆地壳上最古老的岩石的年龄为45亿年，许多2亿年前消失了的大洋，都在大陆碰撞带上留下了痕迹。因此，大陆岩石圈的形成、结构与演化历史都比大洋要复杂得多。要想揭开大陆动力学过程的规律性，只有通过大陆上系统的科学钻探来取得地球深部的岩芯和数据，验证现有科学假说的真伪及不足。
大陆科学钻探首先要研究的是人类社会生存与发展共同关心的问题。例如在特大型陨石冲击坑底部打钻取芯，了解大陨石撞击与地表环境变化和生物种属灭绝的关系；在全球较深的湖泊中连续钻取沉积物，以便了解1亿年以来全球气候的变化；在碰撞造山带的核心部位钻取来自地幔深处的岩石，了解地幔的组成、结构以及碰撞造山的动力学过程。在地震和火山的源区钻探取样，了解地震发生的机制与火山系统的热结构，以逐步减轻地震与火山给人类造成的损失，等等。凡是只有通过钻探才能解决上述科学目标的最有利地点被称为世界级科学钻探场地。例如在墨西哥世界上最大的陨石坑，以及世界上规模最大的超高压变质带（我国大别—苏鲁），都是世界级大陆科学钻探场地。
根据钻孔的深度，大陆科学钻探分为浅钻（深度＜2000米），中深钻（2000—5000米），深钻（5000—8000米）和超深钻（＞8000米）四级。大陆科学深钻和超深钻是投资巨大的科学工程，体现了一个国家的实力与地学水平。目前完成的超深钻只有前苏联的科拉和德国的KTB两口，其中科拉钻的井深12261米，德国KTB的井深9101米。目前，在中国江苏省东海县的超高压变质带内进行的科学钻探工程已列入国家“九五”重大科学工程之中，估计将于世纪之交启动。
科学钻探工程不仅是打一口钻。由于在坚硬的结晶岩中钻进的成本昂贵和深度有限，要了解地球的内部状态还必须配合以地球物理遥测系统。因此，深部钻探同地球物理遥测结合起来的相互反馈系统，便构成了伸入地球内部的大科学设施与望远镜，这便是大陆科学钻探的全面含义。这里指的深部地球物理遥测，主要是指三维深反射地震。由于可以补充取芯钻探的技术缺陷，地球物理测井也是大陆科学钻探不可缺少的组成部分。
自70年代前苏联开展大陆科学钻探以来，已有14个国家开展了这项科学工程，取得的成果往往超出地学家的预想。比如大多数石油地质学家都认为石油与天然气是由于沉积岩层中生物有机质积累生成的。但是，80年代在乌克兰第聂伯尔—顿涅茨盆地科学钻探时，在3100—4000米之间的结晶岩中发现了五套生油岩和储油层，所处地层为前寒武纪的花岗质岩石及角闪岩、片岩。在发现的油层中含有大量熔融分离的微量金属及大量的He，Ni／V比值高，说明油层来自深源，而不是湖海相有机沉积的产物。乌克兰科学深钻的这一发现使地质学家们耳目一新，不少人认为地幔中含有大量的烃类和流体，对石油天然气的生成和聚集也可起到重要的作用，有可能成为二十一世纪人类社会能源需求的重要来源之一。
地球表面坚硬的结晶岩石阻隔了人类的视线，又有谁能想象到几千米的地下岩石中还存在大量的流体与生物呢？在科拉深钻中，富含镍锌和金银的矿液从4500米深处向下流动，在10000米深处富集成为矿层。许多岩芯展示出结晶岩石在10000米深处高温高压下出现大量的裂隙并富含流体。此外，许多科学深钻都发现地下深处存在大量耐温厌氧的细菌。过去，人们通常认为随着地温升高到100℃，地下深处不可能有生命的存在。但是，瑞典Gravenburg的科学钻探发现，生物圈的深度达到地下4200米，这里的温度约为110℃。那么，生命存在的极限温度是多少？这些耐高温和厌氧的生命是否起源于行星形成的初期，即大气圈与水圈尚未发育完全之时？
从以上几个例子可以看到大陆科学钻探在拓宽人类的眼界与思维方面具有的魅力，这种魅力体现在打开了一扇扇从来未被触及的大门，戏剧性地改变了人类对地球内部组成与结构的认识。因此，大陆科学深钻与超深钻一直牵动着全世界地球科学家的神经，成为他们共同关注的焦点。
