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全断面隧洞掘进机（full face tunnel boring machine）一般可分为硬岩掘进机（tunnel boring machine，TBM）和盾构机（shield machine）两种，用以适应不同的地质条件。TBM主要应用于硬岩地层开挖，盾构机主要应用于软弱地层开挖。两种掘进机在破岩机理和需要解决的根本问题上有很大的不同：TBM主要是利用滚刀解决高效破岩问题，盾构机主要是利用刮刀开挖软弱地层并解决掌子面不稳定和地面沉降问题。TBM和盾构机都是集机械、电器、液压、导向、传感和信息技术于一体的现代隧洞施工大型专用配套设备，采用了当今世界的高科技成果，运用计算机程序控制，可视化管理，工厂化作业，能实现连续掘进、自动导向、初期支护、连续出渣等功能。
全断面隧洞掘进机的质量较大，大直径的单台设备质量超过千吨，最大不可拆卸部件可达上百吨，吊装及运输较为困难，对贮存、组装、转场、检修、拆除的场地有专门的要求。因全断面隧洞掘进机为特种非标设备，结构复杂，整机组成的零件多达几万个，配合制造的专业厂家众多，故其造价高，生产周期长。
全断面隧洞掘进机施工工法与钻爆法相比，其优点为机械化、自动化和信息化程度较高，掘进速度快、工作效率高、作业环境相对安全、作业环境友好、成洞条件好、可实现工厂化作业，有利于减少开挖对地面建筑和各种设施的影响。隧洞掘进机开挖、出渣、衬砌、回填、灌浆等工序可实现同步作业；施工人员可以在隧洞掘进机的保护下安全有效地进行作业；含尘空气由除尘器净化，无爆破烟尘；开挖面光滑平整，无超挖，对围岩扰动小；钻爆法无法施工的，如浅埋富水淤泥层的暗挖可以采用全断面隧洞掘进机施工。全断面隧洞掘进机施工速度一般为常规钻爆法的3~10倍。国内外的实践表明，当隧洞长度与直径之比大于1000时，这一优点非常突出。掘进区间一般控制在6~20km，10~15km效益最佳。长度大于20km的隧洞应优先考虑全断面隧洞掘进机的施工。
全断面隧洞掘进机施工工法与钻爆法相比，其缺点主要体现在初期投资大，施工准备周期长，运输、组装、解体等费用高，一般不适用于短隧洞。掘进成本高，适应性差，资源消耗大，极硬岩开挖成本高。设备成本高，新设备的采购、制造、运输、安装，周期一般为6~13个月。全断面隧洞掘进法的成本一般是常规钻爆法的2.5~5倍。同一掌子面作业所需人员为钻爆法的3~7倍，施工耗电量为钻爆法的数倍，辅助设备数量为2~5倍，当开挖强度超过 200MPa的极硬岩时，刀具成本急剧增大，开挖速度急剧降低；TBM适应性较差，同一台全断面掘进机难以满足同一施工洞段不同地质条件的开挖需要，施工途中不易改变隧洞开挖断面的开挖形状和尺寸。
据有关专家预测，未来 20 年之内仍有 6000km以上的隧洞需要建设，每年将有300km的隧洞需要施工。从隧洞工程施工的未来发展看，全断面掘进机及其施工，是世界隧洞开挖设备竞争的战场，是施工管理和技术水平的展示平台，是提高产业核心竞争力的必然通道，是体现中国制造实力的标志之一。众多的理由表明，钻爆法已无法完全满足未来工程施工的需要，更不能适应时代对环保及施工人员职业健康的保护要求。因此，TBM是当今隧洞工程施工的必然趋势。