Egyrészt Föld keletkezése során a gravitációs erő hatására összezsugorodó anyagok helyzeti és mozgási energiájából származó és folyamatosan távozó hőáram, másrészt a radioaktív elemek bomlásából származó energia a geotermális energia.

A felszínen mérhető hőáram jellemző értéke 0,06-0,07 W/m². A Föld középpontja felé növekszik. Hazánk geotermális adottságai kedvezőek. Magyarország területe alatt a földkéreg vastagsága a világ átlagának kb. fele (15-25 km), és így a hőáram a kontinentális átlagnak mintegy kétszerese.

A geotermális energia hordozója a termálvíz (vagy gőz). Mindez használható vízgyógyászat, fürdés, ivóvíz nyerése vagy energetikai célú hasznosításra, fűtésre, melegvízellátásra, villamos áram termelésre.

A termálenergia a kéregben mindenütt jelen van. A gazdaságos kitermelés ott lehetséges, ahol nagy fajlagos energiatartalmú, könnyen felszínre hozható, nagy mennyiségben áll rendelkezésre áll.

A Föld belsejének hőmérséklete a mélységgel nő és óriási mennyiségű belső energiát tartalmaz. A termodinamikából ismeretes, hogy a hőmérséklet inhomogén eloszlása a belső energia áramlását idézi elő. Intenzitásának nagyságrendileg a felszín minden helyén azonosnak kellene lennie. A tapasztalat alapján viszont ez teljesen máshogy alakul. Egyes földtani szerkezetekhez a hőáramsűrűség jellegzetes értékei tartoznak. Az óceánközépi gerincek mentén gyakori a 0,3W/m². Az Alföldön a 0,1W/m² érték a jellemző. A kontinentális pajzsoknál vagy az óceáni kéregben a 0,02 W/m².

Mélyfúrások történtek Dél-Afrikában 4000 méter mélységben ahol a művelés a 3400-3600 m tartományban folyik. Oklahomában 9500 méteres mélységű kutató fúrás történt. A Kola-félszigeti fúrások már 1984-ben elérték a 12 000 méteres mélységet, ahol fúrás túljutott a gránit-bazalt határon 9000 m mélységben. 10 000 méteren 180 ºC hőmérsékletet mértek.

A geotermális anomália területe földrajzi fogalom, ami földfelszín azon tartománya, ahol a termáljelenségek az átlagosnál fokozottabb mértékben jelentkeznek.

A termálenergia-kitermelés esetén telepített kutakkal megcsapolt tárolóból a víztest rugalmas tágulása vagy a gőz túlnyomása hozza felszínre a folyadékot. Korábban a kihűlt,  nagy sótartalmú vizet vízfolyásba vezették, amely károsította a környezetet és a réteg nyomását is csökkentette. A termálkút vízhozamával és a hőmérséklete egyaránt csökkent. Napjainkban a környezetszennyezés elkerülése érdekében a lehűlt termálvizet visszasajtolják.