Je tiefer in das Innere der Erde vorgedrungen wird, desto wärmer wird es: In Mitteleuropa steigt die Temperatur um rund drei °C pro 100 Meter an. Die Geothermie nutzt diese Erdwärme zur Strom- und Wärmeerzeugung.
Die oberflächennahe Geothermie setzt Wärmepumpen ein, um die Energie der obersten Erdschichten (bis 400 Meter) zur Beheizung von Häusern und zur Warmwasserbereitung zu nutzen. Die tiefe Geothermie stößt bis zu fünf Kilometer in die Erde vor und nutzt heiße, trockene Gesteinsschichten (Hot-Dry-Rock-Verfahren) oder heißes Wasser aus wasserführenden Schichten (hydrothermale Systeme) zur Strom- und Wärmeerzeugung. Das heiße Wasser kann in Nah- und Fernwärmenetze eingespeist werden. Die Stromerzeugung ist bei Temperaturen ab etwa 100°C mit speziellen Turbinen möglich.
Während Anlagen zur Wärmeerzeugung bereits vielerorts eingesetzt werden, steht die geothermische Stromerzeugung in Deutschland noch ganz am Anfang.