船体研发的重要核心是掌握其关键技术，这也是合理选择生产技术环境的关键因素。目前，钻井船的设计和建造的关键技术主要有上层建筑技术分析、船体运动分析、锚泊系统设计分析、动力定位设计分析、船体静水利分析以及船体工艺设计分析等。

首先，钻井船相对于其他类型船舶而言，钻井船的月池、钻井甲板结构所承受的井架载荷、立管载荷都非常大，需要在设计分析中重点考虑。钻井操作对船体的总体运动要求非常严格，规范规定钻井立管在竖直方向上的偏角不可超过4˚，钻井船的总体运动性能好坏直接决定钻井操作能否顺利进行。新型高强度聚酯材料在海洋工程锚泊系统设计当中已开始采用，该类型锚泊系统具有重量轻、成本低、工作可靠等优点。在动力定位系统设计中需要考虑载荷计算、动力定位控制系统数学模型及控制器核心算法、多个推进器之间推力的最优分配算法等问题，并进行整体定位能力分析以及失效模式评估。由于深海风浪流等条件异常恶劣，动力定位系统的设计与分析具有较高难度。立管系统是钻井船特有的作业系统，由于其结构细长、柔性大，并且承受较大的内外压力和复杂的流载荷，其设计与分析难度较大。而钻井船模型试验又涉及风、浪、流等复杂边界条件的设定、模型总体运动等响应信号的精确捕捉与分析、DP系统的模拟与控制等问题。

其次，钻井船移动灵活、适应水深大、自持能力强，但也有受风浪影响大、稳定性差等缺点，因此，在深海采油、开采资源过程中，最大的难题就是钻井船需要对抗风、浪、流等极恶劣的天气。此外，由于海水深度可能超过3000米，因此普通的钻井平台根本无法在海底下锚，为了克服这一缺点，目前研究人员已经开发出高速的计算机系统，通过卫星定位来控制、固定钻井船的位置。另外，已经或者将要应用的技术措施还包括设减摇水舱以减轻船的摇摆，然而这种方法的效果不甚明显；后来出现了中间锚泊系统的定位方式，该系统在船中间安装一个可转动的大圆筒，筒上安钻机、井架等，筒下用锚链与海底连接，船可围绕圆筒旋转，使之常处于迎风迎浪的位置以减少船的摇摆和位移；同时，安装一套水下器具，包括柔性接头、伸缩钻杆和升沉补偿装置等，以适应钻井船的摇摆、位移和升沉；安装动力定位系统，可使船的性能显著提高，在波高7米、流速1.5节、风速25米／秒的海况条件下可以保持固定位置，这样钻井船就能在150～1400米的水深海域实现作业。动力定位系统由声呐发生器、接收器、电子计算机及纵向、横向螺旋桨组成。水下井口的声呐发生器发出信号，船底的接收器能测出船的偏移方位和数值并输入计算机，计算机自动控制相应的螺旋桨运转并发出推力使钻井船复位，这样钻井船便无须抛锚。