Die größten Herausforderungen waren die zu erwartenden Gesteinstemperaturen, die große Bohrstrecke und die Gesteinsarten. Die Bohrung im Kristallingestein der geologischen Zone von Erbendorf-Vohenstrauß unterscheidet sich in ihren Anforderungen ganz erheblich von herkömmlichen Öl- und Gasbohrungen, für die bereits umfassende Erfahrungen vorlagen.

Sowohl die KTB-Vorbohrung als auch die KTB-Hauptbohrung durchteuften auf ihrer gesamten Länge kristalline metamorphe Gesteine, insbesondere Amphibolite, Metagabbros, Gneise und Wechsellagerungen aus Gneisen und Amphiboliten. Solche Gesteine werden bohrtechnisch üblicherweise als hart und standfest, aber auch hoch abrasiv für die Bohrwerkzeuge eingestuft. Ihre einachsigen Druckfestigkeiten sind sehr hoch. In beiden KTB-Bohrungen weisen diese Gesteine aber auch ausgeprägte Unstetigkeiten der Gesteinseigenschaften auf: Parallele Richtungselemente, die Foliation, sind mit durchschnittlich 60° nach Südwest geneigt. Wegen der starken tektonischen Beanspruchung sind die Gesteine zudem stark gefaltet, und Verwerfungszonen sind durch kataklastische Brüche charakterisiert. Das Durchbohren solcher Schwächezonen verursacht in den meisten Fällen starke Bohrlochinstabilitäten mit großen Ausbrüchen aus dem Rand des Bohrlochs. Bei einer geplanten Bohrtiefe von etwa 10.000 m wurden Gebirgstemperaturen von etwa 300°C angenommen.

Auf dieser Basis wurde eine spezielle Bohrstrategie entwickelt, die in die Konstruktion der einzigartigen Bohranlage für die KTB-Hauptbohrung mündete.

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