复合钻头是牙轮和PDC钻头的新一代钻头，既具有PDC钻头优越的切削能力和持久的工作能力，又具有牙轮钻头的强度。这与PDC钻头相比，复合钻头具有更更平稳的钻进扭矩，定向钻进更易控制，多夹层地层钻进时寿命更长，可靠性更高，同时扭转振动更低；与传统的牙轮钻头相比。复合钻头具有更高的机械钻速，更小的轴向振动（钻头跳动），同时所需要的钻压更小。目前的复合钻头共有两种设计，一种是小尺寸两刀翼、双牙轮钻头，另一种为图中稍大尺寸的三刀翼、三牙轮钻头。这些钻头的设计基于四刀翼和六刀翼PDC 钻头，而副刀翼的钻头位置则被短尺寸的牙轮所替代。复合钻头井眼的中心位置是由位于主刀翼上的PDC切削齿完成破岩的，但是井眼外围部分的钻进由牙轮和刀翼上的切削齿共同完成，井眼外围部分的破岩难度较高，这个破岩效果主要取决于牙轮与刀翼的配合。