Els túnels, que solen ésser oberts simultàniament totes dues boques, són excavats sovint, com les galeries de les mines, volant la roca amb barrinades. En altres casos, modernament i especialment en terrenys aqüífers, són excavats amb unes grans màquines que avancen sobre carrils i que suporten diverses plataformes, des de les quals la roca és atacada amb barrinadores o que són proveïdes d’una enorme fresa del mateix diàmetre que el túnel. Aquestes màquines permeten d’efectuar el revestiment a mesura que van avançant, de manera que l’obertura del túnel i el seu revestiment són pràcticament simultanis. El mètode i la tècnica emprats en la construcció d’un túnel depenen bàsicament de la natura del terreny. Entre els sistemes tradicionals de perforació de túnels cal esmentar els sistemes anglès, francès o belga, alemany, austríac i italià.
En el sistema anglès l’excavació és efectuada per zones horitzontals successives en tota l’amplada del túnel i de dalt a baix, a partir d’una primera galeria a la part central inferior del túnel i una altra, més estreta, a la part central de la volta. En el sistema francès, conegut també com sistema belga i sistema francobelga, aplicable especialment en terrenys fluixos o poc sòlids, l’excavació és iniciada a la part central de la volta de la secció i prosseguida per zones horitzontals formant successives grades a dreta i a esquerra.
Perforació d'un túnel: 1, sistema anglès; 2, sistema francès o belga; 3, sistema alemany; 4, sistema austríac; 5, sistema italià
En el sistema alemany l’excavació és iniciada com en l’anterior, però és prosseguida per excavacions laterals que deixen per al final l’eliminació del cos central. En el sistema austríac hom obre una galeria d’avanç en la part inferior central de la secció i després n’obre una altra a la part central de la volta, i l’excavació és prosseguida per eixamplament vers els costats de la galeria inferior i la subsegüent excavació ascendent. En el sistema italià l’excavació, iniciada com en el sistema austríac, és efectuada eixamplant lateralment la galeria d’avanç, obrint una altra galeria a la part central de la volta, eixamplant-la lateralment i en sentit descendent i eliminant, finalment, la zona horitzontal sensiblement a mitja altura de la secció. En qualsevol cas, després d’excavada una secció o simultàniament amb alguna de les fases de l’excavació, cal revestir la volta amb obra de fàbrica, sovint per encofrat, amb peces prefabricades de formigó armat, etc. En un principi, la majoria dels túnels formaven part de vies fèrries, però posteriorment cada cop més hom els construí també per a carreteres. Alguns túnels subaquàtics no són pròpiament túnels, sinó conductes d’un diàmetre i una resistència molt grans, els trams prefabricats dels quals són acoblats sobre suports fets al fons de la mar o als llits fluvials.El primer túnel construït a l’Estat espanyol fou el de Montgat, al Maresme, en la línia fèrria Barcelona-Mataró, el 1848. A Catalunya, el túnel més llarg és el de Viella (5,2 km), inaugurat el 1948 amb el nom de túnel Alfons XIII. El 2007 obrí al trànsit un segon túnel paral·lel amb el nom de Joan Carles I. Segueixen el túnel del Cadí, de 5 km (1984), i el de Bracons, de 4,3 km (2009). Els túnels més llargs del món són, per ordre de longitud, el túnel de Sant Gotard (57,5 km), inaugurat el 2016; el túnel submarí de Seikan (54 km), al Japó, que uneix les illes de Honshū i Hokkaidō, obert al trànsit el 1988; l’Eurotúnel (50,5 km), túnel submarí que uneix França i la Gran Bretanya pel canal de la Mànega (1994); el túnel de Yulhyeon de la República de Corea (50,3 km), inaugurat el 2015; el túnel de Lothschberg, Suïssa (34,6 km); el túnel Nou Gianjiao de la Xina, de 32,6 km (2014), i el túnel de Guadarrama, de 28,4 km, a l’Estat espanyol (2007).