A geotermikus energia forrása bolygónk belsejében, a földmagban található. A Föld felszíne alatt több mint 5000 kilométerrel a Nap felszínénél is magasabb, több ezer Celsius fokos hõmérséklet uralkodik. Ez a hõ radioaktív részecskék lassú lebomlásából származik.

Az állandóan mozgó földkéreg kõzetlemezekre töredezik. A kõzetlemezek szélén a magma közel kerül a földfelszínhez, itt keletkeznek a vulkánok. A vulkánokból kitörõ láva részben magmából áll. Lent a mélyben a kõzet és a víz átveszi a magma hõjét, és minél mélyebbre megyünk, annál magasabb lesz a hõmérséklet.

A felszínrõl a Föld középpontja felé haladva 1 km-enként átlagosan 30 Celsius fokkal emelkedik a hõmérséklet, de bizonyos területeken ennél nagyobb a hõmérsékletemelkedés, így Magyarországon 50-60 Celsius fokkal emelkedik, és 2 kilométer mélységben gyakran meghaladja a 100 Celsius fokot. Ez a kõzetek hõtartalmából adódó geotermikus energia. Magyarországon más területekhez képest viszonylag könnyen elérhetõ a geotermikus energia, és bõven rendelkezésre állnak közvetítõanyagként a felszín alatti vizek is.

A legtöbb geotermikus mezõ mélyen a föld alatt rejlik, ráadásul úgy, hogy a felszínen semmilyen jelét nem látni. A geotermikus energia idõnként különbözõ módon és formában mégis a felszínre tör: a vulkánokban, a hõforrásokban és a gejzírekben. A legaktívabb geotermikus források leggyakrabban a nagyobb kõzetlemezek szélein találhatók, ahol a legtöbb vulkán mûködik, és ahol a legtöbb földrengés fordul elõ.

Amikor a magma megközelíti a földfelszínt, felmelegíti a porózus kõzetekbe leszivárgott talajvizet, illetve azt a vizet, amely a töredezett kõzetrétegek és törésvonalak között folyik. Ekképpen jelennek meg a hidrotermikus készletek, melyek két közös összetevõje a víz és a hõ. A természetben elõforduló nagy területen elhelyezkedõ hidrotermikus készleteket nevezzük geotermikus mezõnek. A geológusok különbözõ módszerekkel kutatják ezeket a lelõhelyeket, ám a legbiztosabb módszer annak felderítésére, hogy mélyen a föld alatt fekszik-e geotermikus mezõ a kutatófúrás, melyet követõen elemzik a víz hõmérsékletét és hozamát.

A forró vizet, mint energiaforrást már az ókortól használták. A rómaiak, a kínaiak és az indiánok is használták a meleg forrásokat fürdésre, fõzésre és fûtésre. Manapság is sokan kedvelik a fürdõzést, és sokan hisznek a forró, ásványi anyagokban gazdag vizek természetes gyógyerejében. A fürdõzés mellett a geotermikus energiát közvetlenül leginkább épületek melegítésre alkalmazzák a távfûtõrendszerekben. Izland fõvárosában, Reykjavíkban az épületek 95%-át így fûtik. Vannak egyéb felhasználási módok is a mezõgazdaságban és az iparban, mint a növénytermesztés üvegházakban.

A geotermikus erõmûvek üzemeltetéséhez magas hõmérsékletû hidrotermikus készletekre van szükség száraz gõzforrásokból vagy forróvíz-kutakból. Ezeknek az erõforrásoknak az eléréséhez kutakat kell fúrni és a földfelszínre kell vezetni a hõt vagy a forró vizet. A geotermikus kutak általában másfél-három kilométer mélyek.

A geotermikus erõmûveknek három fõ típusa van, a szárazgõz erõmû, a nedves gõzerõmû és a kétkörös ciklusú erõmûvek.

Míg a föld feletti hõmérséklet napról napra, évszakról évszakra jelentõsen változik, a földfelszín alatti három méteres rétegben a hõmérséklet szinte állandóan 10 és 15 Celsius fok között van. A legtöbb területen ez azt jelenti, hogy a talaj télen melegebb, nyáron pedig hidegebb, mint a felette levõ levegõ. A geotermikus hõszivattyúk a Föld állandó hõjét használják fel az épületek fûtésére és hûtésére. A hõszivattyúk lehetõvé teszik a hatékony, a környezetet nem terhelõ, tiszta hõmérséklet-szabályozást. Bár a legtöbb háztartás még mindig a hagyományos fûtést és légkondicionálást használja, a hõszivattyúk egyre népszerûbbé válnak.

Azt hogy milyen hatást gyakorol a geotermikus energia a környezetre, azon múlik, hogyan használják. A közvetlen felhasználás és a fûtési alkalmazások szinte semmilyen káros hatással nincsenek a környezetre. A geotermikus erõmûvek nem égetnek tüzelõanyagot az áramtermelés érdekében, ezért károsanyag-kibocsátásuk nagyon alacsony, széndioxid kibocsátásuk pedig kevesebb, mint egy százaléka a fosszilis energiahordozókat használó erõmûveknek. A geotermikus erõmûvekben tisztító rendszert használnak arra, hogy a gõzben és a melegvízben található hidrogén szulfidot eltávolítsák. A gõz és a víz felhasználását követõen a vizet visszasajtolják a földbe, hogy a hõje ismét felhasználhatóvá váljon.