Energia geotermalna to naturalne ciepło wnętrza Ziemi, zgromadzone w skałach i wypełniających je płynach. Na ciepło geotermalne składa się ciepło generowane w głębi Ziemi oraz ciepło powstające w skorupie ziemskiej, będące efektem przemian promieniotwórczych i reakcji chemicznych. Wyróżnia się następujące złoża geotermalne:

  • Złoża par geotermalnych. Występują w obszarach, gdzie współcześnie lub w niedawnej przeszłości geologicznej miała miejsce działalność wulkaniczna. Bezpośrednim źródłem ciepła, które ogrzewa wody do temperatur pozwalający na ich przejście w stan pary, jest magma znajdująca się płytko w skorupie ziemskiej lub też wydobywająca się na jej powierzchnię jako lawa podczas wybuchów wulkanicznych. Temperatury w złożach par na głębokości 1 km przekraczają 150-2000C.
  • Złoża wód geotermalnych. Cechują się znacznie większym rozprzestrzenieniem na świecie niż złoża par. Temperatura w złożach wód na głębokości 1 km jest niższa od 1500C. Obecność złóż wód geotermalnych nie ogranicza się jedynie do obszarów wulkanicznych i można je znaleźć w wielu rejonach na wszystkich kontynentach. Ciepło ogrzewające wody geotermalne pochodzi głównie z jądra Ziemi.

Energię geotermalną można umownie podzielić na wysokotemperaturową i niskotemperaturową.

Geotermia wysokiej entalpii umożliwia bezpośrednie wykorzystanie ciepła ziemi, którego nośnikiem jest ciecz wypełniająca puste przestrzenie skalne (woda, para, gaz i ich mieszaniny).

Geotermia niskiej entalpii - nie daje możliwiści bezpośredniego wykorzystania ciepła ziemi - wymaga ona stosowania pomp ciepła jako urządzeń wspomagających, które doprowadzają do podniesienia energii na wyższy poziom termodynamiczny. Ciepło ośrodka skalnego stanowi dla pompy tzw. "dolne źródło ciepła". Dolnym źródłem ciepła mogą być również inne nośniki energii, np. powietrze atmosferyczne, wody powierzchniowe, ciepło odpadowe powstające w wielu procesach produkcyjnych i inne.