通过勘探方法确定了钻井位置以后，就可以钻井采油了，目前世界各国广泛采用旋转钻井法。旋转钻井法由一套可旋转和提升的钻具、钻井液循环设备及动力系统组成。旋转钻井法的设备组成虽然复杂，但原理与采用电钻在墙壁上打孔是一样的。即采用动力系统带动钻头旋转，利用旋转产生的切削或研磨作用破碎岩石，再利用钻井液的循环将岩屑携带出油井，使钻井的深度不断增加。钻井完成后，经过固井和完井等后续保障作业及试油，即可以开始采油。
采油是指把地下油井四周油层内的原油开采到地面的过程。一般包括自喷采油和机械采油两种。
石油与天然气埋藏在地下深处封闭的岩石隙内，在上履地层的重压下，聚集了大量的能量，当油层通过油井与地面连通后，石油就会向处于低压的井口处流动并流出井外，称为自喷。这就像充足气的汽车轮胎，当拔掉气门芯后，轮胎内的高压气体会喷涌而出。地下油层的压力越高，油井喷出来的原油就越快越多。自喷采油主要发生在油田或油井开发的初期，产量一般比较高。自喷井不需要复杂昂贵的采油设备，油井管理方便，是一种高效的采油方法。中东地区大多数油井有较大的自喷潜力。但具有自喷能力的油井如控制不当而发生井喷，将会带来很大的破坏力。
机械采油需借助外界的能量才能将原油由地下开采到地面。对于不能自喷的油井，为了将原油开采出来，必须采用人工举升的方法给油流补充能量，将井底的原油开采到地面。这种方法一般是采用特殊的机械装置将原油从井底抽吸出来，故称机械采油。
机械采油目前主要使用抽油法将原油从井底举升到地面，主要使用深井泵采油，又分为有杆泵采油和无杆泵采油两大类。
有杆泵采油是指抽油机通过下入井中的抽油杆带动抽油泵的活塞做上下往复运动，把油抽吸到地面的人工举升采油方法，基本原理与某些地区人工抽取地下水时所用的手压式抽水泵（压水机）相似。有杆泵主要包括抽油机、抽油泵和抽油杆等，是目前使用最多的采油方法，全世界有80％－90％的人工举升采油采用有杆泵采油。
无杆泵采油的主要特点是不采用抽油杆传递动力，而是用电动机、高压液体等直接驱动井下泵实现采油过程。目前，使用较多的是电动潜油离心泵（简称电潜泵）采油。制成细长形状的电动机和离心泵下到几百米甚至上千米的油井里，由井口下一根特殊电缆连接到电动机上。当电缆供电后，电动机带动离心泵工作，给井底原油增加能量，使原油的压力升高，原油就可以从井底举升到井口。
分散在油田各处的油井所开采出来的原油，是包括油、气和水在内的复杂混合物。这些混合物首先经单井管线收集到矿场原油库或集输联合站，进行初步的气液分离和原油脱水，分别经油、气计量后，通过管道或其他方式输送到油库或炼油厂罐区，等待加工。
