土石方开挖是将土和岩石进行松动、 破碎、 挖掘并运出的工程。按岩土性质，土石方开挖分土方开挖和石方开挖。按施工环境是露天、地下或水下，分为明挖、洞挖和水下开挖。在水利工程中，土石方开挖广泛应用于场地平整和削坡，水工建筑物（水闸、 坝、 溢洪道、水电站厂房、泵站建筑物等）地基开挖，地下洞室（水工隧洞、地下厂房、各类平洞、竖井和斜井）开挖，河道、渠道、港口开挖及疏浚，填筑材料、建筑石料及混凝土骨料开采，围堰等临时建筑物或砌石、混凝土结构物的拆除等。
土石方开挖施工，包括松动、破碎、挖装、运输出渣等工序。石方开挖，除松软岩石可用松土器以凿裂法开挖外，一般需以爆破的方法进行松动、破碎。人工和半机械化开挖，使用锹镐、 风镐、 风钻等简单工具，配合挑抬或者简易小型的运输工具进行作业，适用于小型水利工程。有些灌溉排水沟渠的施工直接使用开沟机，可以一次成形。大中型水利工程的土石方开挖，多用机械施工。
明挖
除使用各类凿岩、钻孔机械钻孔，进行爆破作业外，主要使用：挖掘机械，如各种单斗挖掘机或多斗挖掘机；铲运机械，如推土机、铲运机和装载机；有轨运输机械，如机车牵引矿车；无轨运输机械，如自卸汽车等。根据不同条件，采用各种配合方式，进行挖、装、 运、 卸等各项作业。要根据工程规模、施工条件，合理选用适宜的施工机械和相应的施工方法，特别要注意机械设备的配套协调，避免存在薄弱环节。在特定条件下，可采用水力开挖的方法开挖土方；也有采用爆破开挖的方法，即用抛掷爆破或扬弃爆破技术，不仅将土石破碎，并全部或部分地将其抛弃到设计边界以外。
洞挖
一般常用钻孔爆破法掘进，用机械进行挖装、运卸作业；也可采用全断面隧洞掘进机开挖隧洞；在土质或松软岩层中可用盾构法施工。
水下开挖
可以采用索铲、抓斗等陆上开挖机械，但通常多使用各式挖泥船，配合拖轮、驳船等水上运输设备进行联合作业