On entend par énergie géothermique, également appelée chaleur de la Terre, l’énergie emmagasinée sous la surface terrestre sous forme de chaleur. Les quantités d’énergie qui résident sous la surface terrestre sont importantes. Cette énergie provient en majorité de la désintégration d’isotopes naturellement radioactifs que l’on trouve dans la croûte et dans le manteau terrestre.
Règle de base: plus on progresse dans les profondeurs de la Terre, plus il y fait chaud. En moyenne, la température augmente de 3° C tous les 100 mètres de profondeur à partir de la surface terrestre. La conduction thermique est, de plus, un processus très long: entre 10 et 20 mètres de profondeur commence la zone à partir de laquelle les modifications climatiques à la surface de la Terre n’ont plus de conséquence sur la température du sous-sol. A 5'000 mètres de profondeur, les températures sur le territoire de la Suisse sont comprises entre 150 et 200° C (OFEN "Géothermie"). Compte tenu des connaissances actuelles, on estime que la température du noyau terrestre dépasse 6'000 °C et que celle du manteau supérieur s’élève à 1'400° C.
A plusieurs endroits de la planète, dans les zones volcaniques en particulier, on constate néanmoins des anomalies thermiques: des zones qui présentent un gradient géothermique bien plus élevé. C’est par exemple le cas en Islande, en Italie, en Indonésie ou en Nouvelle-Zélande. Dans certains lieux de ces pays, la nature fournit elle-même le système de circulation nécessaire pour capter et faire remonter cette chaleur (sous la forme de sources chaudes, de geysers, etc.) Ailleurs, exploiter l’énergie géothermique requiert des forages et la mise en place de pompes à chaleurs, ou des sondes géothermiques couplées à des pompes de circulation pour pouvoir utiliser la chaleur. Plusieurs technologies sont disponibles pour cela. On distingue la géothermie peu profonde (jusqu’à environ 400 mètres) et la géothermie profonde.
