Dringt man in die Tiefe der Erde vor, findet man auf den ersten 100 m Tiefe eine nahezu konstante Temperatur von etwa 10°C vor. Danach steigt die Temperatur mit jeden weiteren 100 Metern, je tiefer man kommt, im Mittel um 3°C an. Berechnungen zufolge würde die Energie der Erdkruste bis zu einer Tiefe von 10 Kilometern ausreichen, um den derzeitigen Energieverbrauch der Erde für 210.000 Jahre zu decken.

Um diese Wärme zu nutzen, gibt es hauptsächlich drei verschiedene Verfahren:

• die oberflächennahe Geothermie (bis 400 m Tiefe),
• die geothermischen Systeme, die warmes, im Untergrund vorhandenes Wasser nutzen (bis ca. 4.500 m Tiefe) und
• Systeme, die Wärme aus dem tiefen Gestein für die Stromerzeugung nutzen (in Fachkreisen auch "Enhanced Geothermal Systems" - EGS genannt), welche gegenwärtig bis 5.000 m Tiefe vordringen.

Noch bedarf es großer Forschungsanstrengungen, um diese Technologie marktfähig zu machen. Denn die Bohrungen in drei bis vier Kilometer Tiefe sind sehr aufwändig. Findet sich hier natürliches Wasser, so braucht man dieses nur zu fördern. Das ist in Deutschland allerdings nur selten der Fall. Schwieriger ist es, das heiße Gestein in der Tiefe aufzubrechen, um Wasser in die künstlich erzeugten Risse  zu pressen. Das erhitzte Wasser wird anschließend über eine zweite Bohrung gefördert.

Erdwärme der oberflächennahen Geothermie wird meistens mithilfe von Wärmepumpen genutzt. Diese Form der Geothermienutzung ist auch für Privatpersonen möglich. Mit einer Wärmepumpenanlage kann ein Gebäude mit Heizwärme, Kälte und Warmwasser versorgt werden. Effiziente Wärmepumpen werden im Marktanreizprogramm gefördert.