Raziskovalno vrtanje je postopek, pri katerem se izvrta več testnih lukenj z namenom vrednotenja vsebine tal na določenem območju. Izvaja se, da se ugotovi, ali so prisotni vredni materiali ali ne, in da se oceni kakovost teh materialov. Obstajajo številne panoge, ki pri svojem delu uporabljajo raziskovalno vrtanje, včasih z lastnimi posadkami za vrtanje, včasih pa prek podjetij, ki zagotavljajo storitve vrtanja za najem.
Eden pogostih razlogov za raziskovalno vrtanje je raziskovanje mineralov. Ko je potencialna lokacija identificirana, se lahko z raziskovalnim vrtanjem ugotovi, ali ima mesto zanimive materiale, od kovinskih rud do diamantov, ter za oceno kakovosti in količine teh materialov. To se naredi s potopitvijo svedra, ki vzame vzorec jedra v tla; vzorec jedra se ekstrahira in analizira.
V zgodnjih fazah raziskovalnega vrtanja je mogoče izkopati več preskusnih lukenj za vzorce jedra, ki pokrivajo široko območje. Ko je vrednost mesta potrjena, se lahko izvrtajo dodatne luknje in ljudje lahko izvedo več o kakovosti mesta. Podjetje mora ugotoviti, ali bo izkoriščanje lokacije ustvarilo dobičke, ki odtehtajo stroške vrtanja in tekoče stroške vzdrževanja lokacije, ko je aktivno. Spletno mesto s potencialno slabimi donosi bi lahko bilo predrago za vlaganje, zaradi česar bi se podjetje umaknilo.
Naftna industrija uporablja tudi raziskovalno vrtanje za sondiranje domnevnih nahajališč nafte. Vzorci iz vrtanja se analizirajo, da se določi kakovost surove nafte, medtem ko geologi delajo na ocenah, koliko nafte je lahko na voljo na lokaciji. Ljudje so včasih presenečeni, ko izvejo, da je surova nafta v resnici v razponu kakovosti, ki narekuje, koliko lahko prinese na odprtem trgu, zaradi česar je analiza nahajališč nafte na lokaciji kritična.
Geologi lahko uporabijo raziskovalno vrtanje, da bi izvedeli več o geoloških plasteh, brez posebnega cilja izkoriščanja mineralnih virov. Vzorci jedra lahko zagotovijo veliko informacij o geološki sestavi in zgodovini mesta. Te vzorce je mogoče vzeti tudi iz usedlin ledu in blata za zbiranje plasti odloženih podatkov, ki zagotavljajo informacije o podnebju; spreminjajoče se število cvetnega prahu lahko na primer kaže na spreminjanje vremena, medtem ko je povečanje usedlin določenih kemikalij včasih lahko povezano z geološkimi ali človeškimi dejavnostmi.