Giàn khoan lõi bao gồm các bộ phận cơ bản như cơ cấu quay, cơ cấu cấp liệu, cơ cấu nâng, cơ cấu truyền động, thiết bị điều khiển và bệ máy. Tùy theo loại giàn khoan, một số giàn khoan lõi còn có thể được trang bị dụng cụ đo điều khiển hoặc các thiết bị phụ trợ khác.
Cơ cấu quay của máy khoan được gọi là con quay hồi chuyển, dùng để điều khiển dụng cụ khoan quay để mũi khoan có thể phá đá liên tục. Có 3 loại rôto dùng cho giàn khoan lõi: loại trục đứng, loại bàn xoay và loại di động. Đây là nơi bắt nguồn của việc phân loại các giàn khoan lõi.
Cơ cấu nâng được sử dụng để nâng dụng cụ khoan, vỏ hoặc những thứ khác. Hầu hết các giàn khoan đều được trang bị cơ cấu nâng đặc biệt, thường được gọi là "thang máy", trong khi một số giàn khoan không được trang bị cơ cấu nâng. Ví dụ, trong các giàn khoan máy quay di động, đầu nguồn và cơ cấu cấp liệu được sử dụng để thực hiện chức năng của thang máy.
Cơ cấu cấp liệu được sử dụng để điều chỉnh và duy trì tải trọng dọc trục lên mũi khoan ở đáy lỗ, đồng thời cấp liệu cho dụng cụ khoan theo tốc độ khoan của mũi khoan để giữ cho mũi khoan tiếp tục khoan.
Cơ cấu truyền động dùng để truyền công suất từ động cơ của giàn khoan đến các cơ cấu làm việc khác nhau của giàn khoan. Có ba loại truyền lực giàn khoan: truyền hữu cơ, truyền tải bán thủy lực và truyền động thủy lực hoàn toàn.
Thiết bị điều khiển dùng để phân phối lực, điều chỉnh tốc độ chuyển động của từng cơ cấu làm việc của giàn khoan, thay đổi hướng chuyển động và hình thức chuyển động của cơ cấu làm việc. Các cơ cấu điều khiển của giàn khoan truyền động cơ học thường được thiết lập cùng với các bộ phận liên quan, trong khi các cơ cấu điều khiển của giàn khoan truyền động thủy lực hầu hết được thiết lập cùng nhau trở thành các bộ phận độc lập, gọi là bàn điều khiển.