简称取样钻探。在地表进行采取土样和岩心的小型钻探。由于所使用的设备小、重量轻、搬迁和操作方便，适用于交通不便、施工地点分散、钻探浅的和搬迁频繁的小型钻探工程。广泛应用在地质普查、地球化学勘查，以及小型工程勘察等方面。根据取样要求的不同，使用的取样工具也各异。其特点为钻探速度快、使用方便、取样可靠、成本低。可根据不同地层和要求而采用不同的工具和工艺。如：在砂土层可用螺旋钻、勺形钻或各种结构的取土器；在岩层和岩石露头可用回转钻进，并用硬质合金钻头或金刚石钻头。

地表取样钻探的主要设备是取样钻机，它是一种构造简单，可以人背肩扛的超轻型钻机。一般采用小型汽油机作为动力，也有使用电动机、风动或液动马达驱动的。钻机的转速从每分钟几十转至2000转不等。除采用螺旋钻头、硬合金钻头外，还广泛采用金刚石钻头。操作时,一般由人力直接加压和升降钻具；孔深较大时,即配备简易的加压、给进和提升装置。为了适应各种使用要求，世界有关国家生产了各种不同结构和型式的取样钻机约 100余种。一般多为轻型手持式（如图），也有拖带式和车装式。传动方式为机械传动或液力传动等。但功能愈多，结构愈复杂，设备的重量必然增大。

取样钻探与浅井和探槽进行比较，具有速度快、操作安全、使用方便、施工占地面积小和费用低等优点。