Beim Drehbohren wird ein großer Bohrer am Ende eines Hohlrohrs eingesetzt. Der Bohrer besteht aus sehr starken Stahlrädern, normalerweise in Dreiergruppen, die am Ende des Rohrs befestigt werden, oder aus einem massiven Bohrer, in den Diamanten eingebettet sein können. Während das Rohr im Kreis gedreht wird, dreht sich der Drehbohrer und frisst Schmutz und Gestein aus dem Weg. Mit dem Rotationsbohren kann viel tiefer in die Erde gebohrt werden als mit jeder anderen Form des Bohrens.
Der am Bohrer befestigte Hohlschlauch ermöglicht das Pumpen von Flüssigkeit in den Schlauch und auf den rotierenden Bohrer. Diese Flüssigkeit bewirkt drei Dinge. Erstens kühlt es den Bohrer ab, da beim Drehbohren durch Gestein viel Wärme entsteht. Die Flüssigkeit schmiert auch den Bohrer und das Rohr, damit sie leichter durch Schmutz und Gestein dringen können. Die vielleicht nützlichste Eigenschaft der Flüssigkeit besteht darin, dass sie dabei hilft, zerkleinertes Gestein und Schmutz durch das Rohr an die Oberfläche zu transportieren, sodass das Drehbohrgerät kontinuierlich schneiden und sich nach unten bewegen kann, ohne anhalten zu müssen, um das Loch zu reinigen.
Die Art des gebohrten Brunnens legt fest, welche Art von Bohrflüssigkeit verwendet wird. Die gebräuchlichste Art von Bohrflüssigkeit wird Schlamm genannt. Diese Flüssigkeit vermischt sich mit Tonklumpen und trägt dazu bei, das Bohrrohr am Boden abzudichten. Dies ist ein wichtiger Schritt, da ein undichter Kasten große Schwierigkeiten und Schäden in der Umgebung des Brunnens verursachen kann. Beim Bohren eines Süßwasserbrunnens würde das Bohrgerät kein Salzwasser verwenden, da es das Süßwasser verunreinigen könnte. Umgekehrt könnte beim Drehbohren durch unterirdische Salzlagerstätten das als Bohrspülung verwendete Frischwasser dazu führen, dass das Salz erodiert und das Bohrloch einstürzt.
Die Schmierung des Bits wird als wichtig erachtet. Ein verbrannter oder überhitzter Bohrer schneidet nicht so schnell durch Gestein wie ein scharfer neuer Bohrer. Das Bit kann zwar gewechselt werden, dies ist jedoch zeitaufwändig. Zum Wechseln des Bohrers muss das gesamte Bohrgestänge, der sogenannte Bohrstrang, abschnittsweise herausgezogen werden, bis der Bohrer die Oberfläche erreicht. Durch eine sorgfältige Planung der zu bohrenden Fläche kann verhindert werden, dass sich der Bohrer zu schnell durch die Erde bohrt.