工程地质勘探一般在工程地质测绘的基础上进行。它可以直接深入地下岩层取得所需的工程地质条件资料，是探明深部地质情况的可靠的方法。工程地质勘探的主要方式有工程地质钻探、坑探和物探，其主要任务为：
1、探明建筑场地的岩性及地质构造，即以及各地层的厚度、性质及其变化；划分地层并确定其接触关系；以及基岩的风化程度、划分风化带；研究岩层的产状、裂隙发育程度及其随深度的变化；研究褶皱、断裂、破碎带以及其他地质构造的空间分布和变化。
2、探明水文地质条件，即含水层、隔水层的分布、埋深、厚度、性质及地下水位。
3、探明地面及物理地质现象，包括河谷阶地、冲洪积扇、坡积层的位置和土层结构；溶岩的规模及发育程度；滑坡及泥石流的分布、范围、特性等。
4、提取岩土样及水样，提供野外试验条件。从钻孔或勘探点去岩土样或水样，提供室内试验、分析、鉴定之用。勘探所形成的坑孔可为现场原位试验提供场所和条件。
岩土工程勘察可分为四个阶段：可行性研究勘察阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段、施工勘察阶段。工程地质测绘和调查是岩土工程的基础工作，在可行性研究勘察阶段或初步勘察阶段，工程测绘和调查发挥重要作用。这种方法的本质是运用地质学、工程地质学理论，对地面地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，以此推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地质测绘;但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地，则可采用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件经济、有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，可以起到有效指导其他勘察方法的作用。
钻探、井探、槽探和洞探是直接的勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在岩土工程勘察中是必不可少的。其中，钻探工作使用为广泛，可根据岩土类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下情况时，可采用井探、槽探方法。对于大型边坡勘察、地下工程勘察，当需详细查明深部岩层性质、构造特征时，可采用平洞或竖井。
原位测试一般都借助于勘探工程进行，是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。原位测试与室内试验的主要目的，是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物理力学性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力应变时间关系参数等。原位测试包括：静力触探、动力触探、静载试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、现场直接剪切试验、岩体原位应力测试、岩土波速测试等。优点: 不脱离原来环境，在不扰动或基本不扰动地层的情况下对地层进行测试;所测定的岩土体尺寸大，能够反映宏观结构对岩土性质的影响，代表性好;试验的周期较短，效率高;尤其对于难以取样的地层仍能通过试验评价其工程性质。