钻孔结构反映了钻孔剖面的技术要素，包括钻孔总深度，各孔段裸眼直径和深度，各孔段套管直径、长度、下入深度和灌浆部位等。一般情况下，由于复杂地层和孔内复杂情况的存在，每钻进一定深度需下入相应直径的套管进行护壁。随孔深的增加，钻孔直径和套管直径逐渐减小，钻孔形成由大变小的台阶式层级结构。

钻探口径系列是钻孔结构的核心和技术关键，涉及岩心直径、测井通道和钻柱强度、环空流场等。世界范围内的金刚石地质岩心钻探口径系列表示趋于一致，均以字母表示。公称口径从小到大分别为R、E、A、B、N、H、P、S、U、Z，对应的直径为30、38、48、60、76、99、120、146、174、200毫米。

钻孔结构是钻探工程设计的重要组成部分。通常采用自下而上的方法进行钻孔结构设计，即首先根据地质要求确定所需的终孔直径。然后根据地层理想剖面柱状图确定需要套管护壁的危险孔段，设计对应孔段的套管直径和下入深度。在确定钻孔结构时，通常要留一级备用口径。当出现无法处理的孔内复杂情况时，可以补下一层（级）套管，确保钻进结束时终孔直径能达到地质设计要求。

确定钻孔结构时，应全面分析钻遇地层、岩石可钻性、水文地质条件、钻孔深度、终孔口径、岩心直径、是否测井以及钻孔有无其他用途等因素和地质要求，结合初步选定的钻进方法、钻探设备情况，合理确定钻孔结构。在保证钻探质量和安全钻进的前提下，尽可能采用冲洗液护壁，少换径、少下或不下套管，以简化钻孔结构，降低钻探成本。但在含砾石、卵石和漂砾的砂质黏土质地层、水敏性地层、流沙层中往往成孔非常困难，如用泥浆护壁无效，必须用套管隔离。所以有时钻孔不深，仍需下入多层套管，形成多级钻孔结构。