Ένα κατευθυντικό πηγάδι είναι συνήθως ένα πηγάδι πετρελαίου που τρυπιέται στο έδαφος σε κατεύθυνση διαφορετική από την κατακόρυφη. Αυτό γίνεται για διάφορους λόγους και ήταν μια σημαντική πρόοδος για τη γεώτρηση πετρελαίου και άλλων ορυκτών καυσίμων, όπως το φυσικό αέριο, και οι πρόσφατες εξελίξεις στη γεώτρηση επιτρέπουν ακόμη και οριζόντια κατευθυνόμενη γεώτρηση. Η κατευθυντική γεώτρηση πραγματοποιείται όταν ο στόχος δεν βρίσκεται ακριβώς κάτω από την πλατφόρμα γεώτρησης, μια κατάσταση που μπορεί να προκύψει για διάφορους λόγους, συμπεριλαμβανομένης της επιθυμίας διατήρησης χαρακτηριστικών της επιφάνειας, όπως ευαίσθητο έδαφος, διάφορα οικοσυστήματα ή ιστορικές κατασκευές. Μερικές φορές είναι χρήσιμο να ανοίξετε ένα κατευθυντικό πηγάδι που στοχεύει συγκεκριμένα υπόγεια χαρακτηριστικά, όπως στρώματα ή ζώνες που φέρουν πετρέλαιο ή αέριο, ενώ αποφεύγονται άλλα, όπως δύσκολα στρώματα βράχου και υδροφορείς.
Αναπτύχθηκαν τεχνολογίες και τεχνικές κατευθυντικής γεώτρησης για την πρόσβαση σε πηγές πετρελαίου και φυσικού αερίου που ήταν προηγουμένως απρόσιτες ή δύσκολες στην εκμετάλλευση. Στην ανάπτυξή τους συνέβαλε επίσης η επιθυμία να επιτευχθούν κάποιοι από αυτούς τους πόρους χωρίς να είναι δυνατή η κατασκευή εγκαταστάσεων γεώτρησης απευθείας πάνω από τους στόχους. Ενώ μεγάλο μέρος του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται στην κατευθυντική γεώτρηση είναι το ίδιο είδος εξοπλισμού που χρησιμοποιείται στη συμβατική γεώτρηση, η γεώτρηση ενός κατευθυντικού φρεατίου απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό, όπως εύκαμπτους σωλήνες και εξειδικευμένες ασύμμετρες και κατευθυνόμενες κεφαλές τρυπανιού.
Συχνά, ένα κατευθυντικό φρεάτιο ξεκινά ως ένα τυπικό κάθετο φρεάτιο, το οποίο, όταν φτάσει σε ένα συγκεκριμένο βάθος στόχου, αλλάζει κατεύθυνση. Μερικές φορές, το κατευθυντικό φρεάτιο θα στρίψει με τέτοιο τρόπο ώστε να συνεχίσει οριζόντια, εκμεταλλευόμενο ένα στρώμα προϊόντος που φέρει πέτρες ή άμμο. Αυτό το είδος διάτρησης μπορεί να είναι πολύ χρήσιμο όταν το επιθυμητό στρώμα στόχου δεν είναι πολύ βαθύ αλλά απλώνεται σε μια ευρεία περιοχή. Χρησιμοποιώντας κατευθυντική γεώτρηση, ένα τέτοιο στρώμα μπορεί να εκμεταλλευτεί μόνο με ένα φρεάτιο αντί να απαιτούνται τα πολλά φρεάτια που θα απαιτούνταν με τη χρήση συμβατικών τεχνικών κάθετης γεώτρησης.
Οι περισσότερες κατευθυντήριες γεωτρήσεις γίνονται από τις βιομηχανίες πετρελαίου και φυσικού αερίου, αλλά μερικές φορές κατασκευάζονται και άλλα κατευθυντικά πηγάδια, ειδικά κατά τη γεώτρηση για νερό ή εξερεύνηση. Πολλές πληροφορίες για το εσωτερικό της Γης μπορούν να μάθουμε χρησιμοποιώντας τεχνολογία όπως το ραντάρ διείσδυσης εδάφους, αλλά συχνά απαιτούνται πολλά εξερευνητικά πηγάδια πριν από τη διάνοιξη γεωτρήσεων παραγωγής. Ένα εξερευνητικό κατευθυντικό πηγάδι μπορεί να συγκεντρώσει πολύ περισσότερες πληροφορίες από ένα παραδοσιακό κάθετο πηγάδι. Στην πραγματικότητα, ένα εξερευνητικό πηγάδι μπορεί συχνά να αποδώσει τόσες πληροφορίες όσες και πολλά κάθετα φρεάτια.