空气钻井是一种特殊的欠平衡钻井技术。它是将压缩空气既作为循环介质，携带岩屑，又作为破碎岩石的能量。
空气钻井的优势在于：1.显著提高机械钻速，缩短钻井周期；2.井底清洗及冷却条件好，延长了钻头使用寿命，节省了钻头用量；3.使用空气锤钻头钻压小、转速低、扭矩小，防斜效果更加良好；4.可有效避免井漏等井下复杂情况的发生，有利于环境保护。
空气钻井的缺点主要在两个方面：一是空气钻井是欠平衡钻井，因而当遇到地层出水、油气侵显示时，便不能够平衡地层压力，要立即转换成钻井液钻井方式。所以即使在空气钻井时也要配置好压井泥浆，随时准备转换钻井方式。二是空气钻井费用高，空气钻井每天耗油量是8吨至10吨。
空气钻井时可用三牙轮钻头，也可以用PDC钻头钻进，但一般采用空气锤钻头钻进，效果更佳。
气锤钻头是由空气锤和空气钻头两部分组成，高压气体通过钻杆进入空气锤钻头，一部分高压空气从空气锤中心通孔到钻头水眼吹出，用于携带岩屑，另一部分高压空气进入空气锤环形空间气室用于推动空气锤内活塞上下运动做功，从而对井底岩石进行高频冲击，使岩石发生体积破碎,实现旋转冲击式快速钻进。
空气钻井时，钻台上的立压、悬重、扭矩、转盘这些工程参数可正常采集。而泵冲、电导、温度、密度、池体积、流量等这些与钻井液钻井相关的传感器均无法安装、无法采集。