Thăm dò lớp phủ nói chung được thực hiện tại đáy biển hơn là trên đất liền do lớp vỏ đại dương tương đối mỏng khi so sánh với lớp vỏ lục địa dày hơn đáng kể.

Cố gắng đầu tiên trong thăm dò lớp phủ, được biết đến như là Dự án Mohole, bị bãi bỏ năm 1966 sau các thất bại lặp lại và chi phí quá tốn kém. Sự thâm nhập sâu nhất là khoảng 180 m (590 ft).Năm 2005 lỗ khoan lòng đại dương sâu hàng thứ ba này đạt tới 1.416 m (4.644 ft) phía dưới đáy biển từ tàu khoan đại dương JOIDES Resolution.

Ngày 5 tháng 3 năm 2007, một đội các nhà khoa học trên tàu RRS James Cook đã thực hiện một chuyến đi tới khu vực đáy Đại Tây Dương, nơi có lớp phủ nằm không có vỏ che đậy, ở giữa quần đảo Cape Verde và biển Caribe. Khu vực lộ ra này nằm sâu khoảng 3 km phía dưới bề mặt đại dương và bao phủ hàng nghìn kilômét vuông[15][16]

Cố gắng tương đối khó khăn để lấy mẫu từ lớp phủ Trái Đất được lập lịch trình muộn hơn năm 2007[17]. Như một phần của sứ mệnh Chikyu Hakken, là sử dụng tàu 'Chikyu' của Nhật Bản để khoan sâu tới 7.000 m (23.000 ft) dưới đáy đại dương. Nó gần như ba lần sâu hơn so với các mũi khoan đại dương trước đó.

Một phương pháp mới trong thăm dò hàng trăm kilômét trên nhất của Trái Đất đã được phân tích gần đây, bao gồm máy dò sinh nhiệt nhỏ, dày dặc, làm nóng chảy đường đi của nó xuống phía dưới xuyên qua lớp vỏ và lớp phủ trong khi vị trí và tiến độ của nó được theo dõi bằng các tín hiệu âm thanh sinh ra trong đá[18] Máy dò này bao gồm lớp vỏ ngoài bằng vonfram đường kính khoảng 1 m, bên trong đó là nguồn sinh nhiêt bằng Co60 phóng xạ. Người ta tính toán rằng máy dò như thế sẽ đạt tới Moho đại dương trong ít hơn 6 tháng và trong vài thập niên sẽ đạt được độ sâu tối thiểu của lỗ khoan là trên 100 km ở phía dưới của cả thạch quyển đại dương lẫn thạch quyển lục địa[19]