全断面掘进机包括软质土层施工设备盾构机以及各类硬岩掘进施工设备。其中盾构机主要适用于土质地质结构，主要用于城市地铁隧道工程建设；全断面硬岩掘进机（Tunnel Boring Machine，简称TBM），适用于岩石地质结构，主要用于道路、涵洞、水利等工程建设。根据使用情况和地质条件不同，每台盾构机和TBM的使用寿命在4～15公里不等，价格在1000万美元左右。
盾构机的基本工作原理是，前面的圆形刀盘在千斤顶的推动下旋转并向前推进，圆柱体的钢组件（即护盾）对挖掘的隧洞起临时支撑作用，挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行；盾体后方传送带运输挖下的土壤、岩石和砂砾，先进入土仓并被阶段性传送到井口。目前国内正在施工的盾构机大部分进口。
盾构机主要制造商有日本三菱重工、小松制作所、日立造船、石川岛播磨重工业株式会社和德国的海瑞克公司等。我国在盾构机的研究设计、自主化和系列化方面刚刚起步，上海隧道股份公司已经取得突破，形成了具有自主知识产权的盾构机成套技术。
TBM的基本工作原理是，旋转并推进刀盘，通过盘形滚刀破碎岩石使隧洞全断面一次成型。它与盾构机的主要区别是不具备泥水压、土压等维护掌子面稳定的功能。
TBM主要制造商有：美国罗宾斯(ROBBINS)公司、德国维尔特(WIRTH)公司、日本川崎重工及德国海瑞克公司等。预计到2020年前，我国铁路、公路、地铁、水利、油气等非开挖建设工程达6000公里以上。按每台设备最长使用寿命15公里计算，至少需要400台，总价值为40亿美元，约合320亿元人民币。目前，国内北方重工、大起·大重、二重、首钢等企业都在积极引进国外先进技术，或用合资合作的形式对TBM的关键技术进行攻关和研制，努力掌握核心技术，形成自主知识产权，有关部门也在给予相应的政策支持，使国内制造企业能够尽早的自主成套。
