La geotermia profonda accede a strutture rocciose che si trovano ad almeno 400 metri di profondità nel terreno. A seconda delle temperature del sottosuolo sono possibili diversi utilizzi.
Le falde acquifere che si trovano a una profondità di 400–2000 metri rappresentano temperature dai 20 ai 70 °C. L’acqua termale qui presente è adatta non solo per i bagni, ma anche per l’estrazione di calore. Lo stesso è possibile con i sistemi che sfruttano il drenaggio di tunnel.
A una profondità di 4000 metri sotto de la Svizzera le temperature sono comprese tra i 150 e i 200 °C. I progetti geotermici, che accedono a questi strati di roccia, di solito usano una parte dell’energia estratta direttamente per la produzione di elettricità. Il resto può essere immesso in una rete di teleriscaldamento.
Si distingue tra due sistemi per la generazione di energia a grandi profondità: petrotermale e idrotermale.