一般指小孔的深度与直径之比（深经比）大于10以上的孔称为深小孔。例如，常规加工φ0.3~3mm的小孔和深50~200mm以内的深孔（常见的有线切割穿丝孔、液压气动元器件的通油、油气孔、模具或工具电极上特殊的通气、通油、注塑孔等）。这类深小孔的电火花加工，均采用高速深小孔加工专用机床。其工作原理的要点有三：一是采用中空的管状电极；二是管中通高压工作液冲走加工屑；三是加工时电极作回转运动，可使端面损耗均匀，不致受高压、高速工作液的反作用力而偏斜，相反，高压流动的工作液在小孔壁按螺旋线轨迹流出孔外，像静压轴承那样，使工具电极管“悬浮”在孔心，不易产生短路，可加工出直线度和圆柱度较好的深小孔。加工时工作电极作轴向进给运动，管电极中通入1~10MPa的高压工作液（自来水、去离子水、蒸馏水、乳化液或煤油）。由于高压工作液能迅速将电极产物排除，且能强化火花放电的蚀除作用，因此一加工方法的最大特点是加工速度高，一般小孔加工速度可达20~60mm/min左右，比普通钻削小孔的速度还要快。这种方法最适合加工φ0.3~3mm左右的小孔，且深径比可超过100。
用一般空心管状电极加工小孔，容易在工件上留下毛刺料心，阻碍工作液的高速流通，且过长过细的毛刺会走歪斜，以致引起短路。为此高速加工小深孔电火花加工时，采用特殊冷拔的双孔管状电极，其截面上有两个半月形的孔，这样加工中电极转动时，在工件孔中不会留下毛刺料心。
在没有专用电火花高速加工小孔机床的条件下，可设计制造一个加工深小孔的电极夹头。要点是要防止工作液泄漏，采用O形橡胶密封圈用螺母压紧套压紧夹头端面；用稍有弹性的尼龙制作电极座，使与电极管配合良好，防止工作液从电极管外壁泄漏。加工小孔、深孔时，电极管下端、工件上方应加绝缘材料做的导向装置。工件下方应离工作台面有一定高度，或垫一块废铁块，以免孔打穿时打到工作台面上。
如果孔不深或对加工速度要求不高，则用机床上现有的工作液泵冲油即可。反之则应另采用压力较高的泵（如叶片泵可达1~5MPa，多级涡旋泵可达0.5~1MPa，柱塞泵可达5~10MPa）。如果要求被加工孔的圆度较高或孔较深，则最好使工具电极管转动，此时必须设计制造一个能回转而又不泄漏的电极夹头，其要点为除采用O形圈上、下密封外，进液套与电极夹头体之间要有一定配合精度和一定长度的配合表面，以阻尼和减小工作液泄漏的压力和流量。
