由于探矿工程是在石油天然气及其他矿产的钻井和采掘工作中演变、发展起来的。因而其应用的基础理论也与其大同小异。它既利用了前者已建立的一些理论基础,又结合自身的特点加以应用,建立并发展了自身的一些独特之处。

钻探岩石力学　研究钻探过程中孔底碎岩、保持孔壁稳定和岩（矿）心完整等机理及方法的学科。它既把石油天然气钻井的孔底碎岩及压力平衡保持孔壁稳定的理论和方法应用于地质岩心钻探及水文、工程地质钻探等方面，又利用岩石强度抗压大于抗剪，抗剪大于抗弯，抗弯大于抗拉的原理，发展了冲击回转钻探，及用各种单动的双层岩心管、半合管等减少振动及磨损的方法保护了岩（矿）心的完整。

岩心可钻性研究　在这方面是结合地质钻探和坑探的技术条件，通过研究、发掘岩心物理力学性质与钻探和坑探凿岩的相关关系，把钻探与坑探凿岩的岩心分级，建立在岩石试验力学与岩石可钻性相关关系和岩石破碎理论的基础之上（见岩石物理力学性质与可钻性、坑探岩石分级）。

此外，在水力学应用于钻头设计的钻头水力学、胶体化学、高分子化学及流变学在钻井液中的应用与研究，优化理论和优选法在探矿工程中的应用，遥感、遥控技术以及计算技术在探矿工程中的应用与研究等也都已有一定的开展和成果。