地球的內部是一個高溫高壓的世界，是一個巨大的“熱庫”，蘊藏著無比巨大的熱能。地球內部蘊藏的熱量有多大呢？假定地球的平均溫度為2000℃，地球的質量為6x1024kg，地球內部的比熱為1.045J／g·℃，那麼整個地球內部的熱含量大約為1.25X1031J。即便是在地球表層10km厚這樣薄薄的一層，所貯存的熱量就有1025J。地球透過火山爆發、間歇噴泉和溫泉等等途徑，源源不斷地把它內部的熱能透過傳導、對流和輻射的方式傳到地面上來。據估計，全世界地熱資源的總量大約為14.5X1025J，相當於4948 X1012t標準煤燃燒時所放出的熱量。如果把地球上貯存的全部煤炭燃燒時所放出的熱量作為100來計算，那麼，石油的貯量約為煤炭的8%，目前可利用的核燃料的貯量約為煤炭的15％，而地熱能的總貯量則為煤炭的17000萬倍。可見，地球是一個名副其實的巨大“熱庫”，我們居住的地球實際上是一個龐大的“熱球”。
地球內部的溫度這樣高，它的熱量是從哪裡來的呢？多數科學家認為，其熱源乃是長壽命的放射性同位素進行的熱核反應（另一種觀點認為，地球最初是由一團高熱物質組成，是從太陽派生出來的一個行星，經過四五十億年以後，表面逐漸冷卻，而形成地殼。）。地球物質中放射性元素衰變產生的熱量是地熱的主要來源。放射性元素有鈾238 、鈾235 、釷232 和鉀40等。放射性元素的衰變是原子核能的釋放過程。放射性物質的原子核，無需外力的作用，就能自發的放出電子和氦核、光子等高速粒子並形成射線。在地球內部，這些粒子和射線的動能和輻射能，在同地球物質的碰撞過程中便轉變成了熱能。地球內部的熱不斷向太空釋放。這種地球物理現象就叫大地熱流。由於地球的表面積很大，單位面積內放出的熱量極其微小，所以全球平均大地熱流量並不大，以致人們很難直接感覺出來。但是，其總量卻非常大，而且不同地區的大地熱流量是不同的，熱流高的地區地熱資源較豐富。
目前一般認為，地下熱水和地熱蒸汽主要是由在地下不同深處被熱巖體加熱了的大氣降水所形成的。地殼中的地熱主要靠傳導傳輸，但地殼岩石的平均熱流密度低，一般無法開發利用，只有透過某種集熱作用，才能開發利用。例如鹽丘集熱，常比一般沉積岩的導熱率大2～3倍。大盆地中深埋的含水層，也可大量集熱，每當鑽探打到這種含水層，就會出過大量的高溫熱水，這是天然集熱的常見形式。岩漿侵入地殼淺處，是地殼內最強的熱傳導形式。侵人的岩漿體形成區域性高強度熱源，為開發地熱能提供了有利條件。岩漿侵入後，冷卻的時間相當長，一般受下列因素影響：
l 侵入的岩漿總體積；
l 侵人的深度或岩漿體頂面的埋深；
l 侵入岩漿的性質，酸性岩漿溫度較低。約650～850℃，基性岩漿溫度較高，1100℃左右，結晶潛熱也有差異，酸性岩漿為65carl／g，基性岩漿80carl／g
l 侵入體的形狀
l 有無水熱系統。
據科學家推測，一個埋深為4公里的酸性岩漿侵入體， 體積為1000公里，初始溫度為850℃，若要使侵入體的中心溫度冷卻到300℃，大約需幾十萬年。可見地熱的擴散是非常慢的。換言之，若要利用這種熱能也是比較穩定的。一個天然的溫泉，長年不息地流出地熱水，而且幾百年溫度變化不大。
在地殼中，地熱的分佈可分為三個帶，即：可變溫度帶、常溫帶和增溫帶。可變溫度帶，由於受太陽輻射的影響，其溫度有著晝夜、年份、世紀、甚至更長的週期性變化，其厚度一般為15～20m；常溫帶，其溫度變化幅度幾乎等於零，深度一般為20～30m；增溫帶，在常溫帶以下，溫度隨深度增加而升高，其熱量的主要來源是地球內部的熱能。地球每一層次的溫度狀況是很不相同的。在地殼的常溫帶以下，地溫隨深度增加而不斷升高，越深越熱。這種溫度的變化，以“地熱增溫率”來表示，也叫做“地溫梯度”。各地的地熱增溫率，差別是很大的，平均地熱增溫率為每加深100m，溫度升高8℃。到達一定的溫度後，地熱增溫率由上而下逐漸變小。根據各種資料推斷，地殼底部至地幔上部的溫度大約1100～1300℃，地核的溫度大約在2000～ 5000℃之間。假如我們按照正常的地熱增溫率來推算，80℃的地下熱水，大致是埋藏在2000～2500m左右的地下。
按照地熱增溫率的差別，我們把陸地上的不同地區劃分為“正常地熱區”和“異常地熱區”。地熱增溫率接近3℃的地區，稱為“正常地熱區。遠超過3℃的地區，稱為“異常地熱區”。在正常地熱區，較高溫度的熱水或蒸汽埋藏在地殼的較深處。在異常地熱區，由於地熱增溫率較大，較高溫度的熱水或蒸汽埋藏在地殼的較淺部位，有的甚至露出地表。那些天然出露的地下熱水或蒸汽叫做溫泉。溫泉是在當前技術水平下最容易利用的一種地熱資源。在異常地熱區，除溫泉外，人們也較易透過鑽井等人工方法把地下熱水或蒸汽引導到地面上來加以利用。
人們要想獲得高溫地下熱水或蒸汽，就得去尋找那些由於某些地質原因，破壞了地殼的正常增溫，而使地殼表層的地熱增溫率大大提高了的“異常地熱區”。“異常地熱區” 的形成，一種是產生在近代地殼斷裂運動活躍的地區，另一 種則是主要形成於現代火山區和近代岩漿活動區。除此兩種之外，也還有由於其它原因所形成的區域性“異常地熱區”。 在“異常地熱區”，如果具備良好的地質構造和水文地質條件，就能夠形成有大量熱水或蒸汽的具有重大經濟價值的，“熱水田”或“蒸汽田”統稱為“地熱田”。目前世界上已知的一些地熱田中，有的在構造上同火山作用有關，另外也有一些則是產生在火山中心地區的斷塊構造上。
地球的內部是一個高溫高壓的世界，是一個巨大的“熱庫”，蘊藏著無比巨大的熱能。地球內部蘊藏的熱量有多大呢？假定地球的平均溫度為2000℃，地球的質量為6x1024kg，地球內部的比熱為1.045J／g·℃，那麼整個地球內部的熱含量大約為1.25X1031J。即便是在地球表層10km厚這樣薄薄的一層，所貯存的熱量就有1025J。地球透過火山爆發、間歇噴泉和溫泉等等途徑，源源不斷地把它內部的熱能透過傳導、對流和輻射的方式傳到地面上來。據估計，全世界地熱資源的總量大約為14.5X1025J，相當於4948 X1012t標準煤燃燒時所放出的熱量。如果把地球上貯存的全部煤炭燃燒時所放出的熱量作為100來計算，那麼，石油的貯量約為煤炭的8%，目前可利用的核燃料的貯量約為煤炭的15％，而地熱能的總貯量則為煤炭的17000萬倍。可見，地球是一個名副其實的巨大“熱庫”，我們居住的地球實際上是一個龐大的“熱球”。
地球內部的溫度這樣高，它的熱量是從哪裡來的呢？多數科學家認為，其熱源乃是長壽命的放射性同位素進行的熱核反應（另一種觀點認為，地球最初是由一團高熱物質組成，是從太陽派生出來的一個行星，經過四五十億年以後，表面逐漸冷卻，而形成地殼。）。地球物質中放射性元素衰變產生的熱量是地熱的主要來源。放射性元素有鈾238 、鈾235 、釷232 和鉀40等。放射性元素的衰變是原子核能的釋放過程。放射性物質的原子核，無需外力的作用，就能自發的放出電子和氦核、光子等高速粒子並形成射線。在地球內部，這些粒子和射線的動能和輻射能，在同地球物質的碰撞過程中便轉變成了熱能。地球內部的熱不斷向太空釋放。這種地球物理現象就叫大地熱流。由於地球的表面積很大，單位面積內放出的熱量極其微小，所以全球平均大地熱流量並不大，以致人們很難直接感覺出來。但是，其總量卻非常大，而且不同地區的大地熱流量是不同的，熱流高的地區地熱資源較豐富。
目前一般認為，地下熱水和地熱蒸汽主要是由在地下不同深處被熱巖體加熱了的大氣降水所形成的。地殼中的地熱主要靠傳導傳輸，但地殼岩石的平均熱流密度低，一般無法開發利用，只有透過某種集熱作用，才能開發利用。例如鹽丘集熱，常比一般沉積岩的導熱率大2～3倍。大盆地中深埋的含水層，也可大量集熱，每當鑽探打到這種含水層，就會出過大量的高溫熱水，這是天然集熱的常見形式。岩漿侵入地殼淺處，是地殼內最強的熱傳導形式。侵人的岩漿體形成區域性高強度熱源，為開發地熱能提供了有利條件。岩漿侵入後，冷卻的時間相當長，一般受下列因素影響：
l 侵入的岩漿總體積；
l 侵人的深度或岩漿體頂面的埋深；
l 侵入岩漿的性質，酸性岩漿溫度較低。約650～850℃，基性岩漿溫度較高，1100℃左右，結晶潛熱也有差異，酸性岩漿為65carl／g，基性岩漿80carl／g
l 侵入體的形狀
l 有無水熱系統。
據科學家推測，一個埋深為4公里的酸性岩漿侵入體， 體積為1000公里，初始溫度為850℃，若要使侵入體的中心溫度冷卻到300℃，大約需幾十萬年。可見地熱的擴散是非常慢的。換言之，若要利用這種熱能也是比較穩定的。一個天然的溫泉，長年不息地流出地熱水，而且幾百年溫度變化不大。
在地殼中，地熱的分佈可分為三個帶，即：可變溫度帶、常溫帶和增溫帶。可變溫度帶，由於受太陽輻射的影響，其溫度有著晝夜、年份、世紀、甚至更長的週期性變化，其厚度一般為15～20m；常溫帶，其溫度變化幅度幾乎等於零，深度一般為20～30m；增溫帶，在常溫帶以下，溫度隨深度增加而升高，其熱量的主要來源是地球內部的熱能。地球每一層次的溫度狀況是很不相同的。在地殼的常溫帶以下，地溫隨深度增加而不斷升高，越深越熱。這種溫度的變化，以“地熱增溫率”來表示，也叫做“地溫梯度”。各地的地熱增溫率，差別是很大的，平均地熱增溫率為每加深100m，溫度升高8℃。到達一定的溫度後，地熱增溫率由上而下逐漸變小。根據各種資料推斷，地殼底部至地幔上部的溫度大約1100～1300℃，地核的溫度大約在2000～ 5000℃之間。假如我們按照正常的地熱增溫率來推算，80℃的地下熱水，大致是埋藏在2000～2500m左右的地下。
按照地熱增溫率的差別，我們把陸地上的不同地區劃分為“正常地熱區”和“異常地熱區”。地熱增溫率接近3℃的地區，稱為“正常地熱區。遠超過3℃的地區，稱為“異常地熱區”。在正常地熱區，較高溫度的熱水或蒸汽埋藏在地殼的較深處。在異常地熱區，由於地熱增溫率較大，較高溫度的熱水或蒸汽埋藏在地殼的較淺部位，有的甚至露出地表。那些天然出露的地下熱水或蒸汽叫做溫泉。溫泉是在當前技術水平下最容易利用的一種地熱資源。在異常地熱區，除溫泉外，人們也較易透過鑽井等人工方法把地下熱水或蒸汽引導到地面上來加以利用。
人們要想獲得高溫地下熱水或蒸汽，就得去尋找那些由於某些地質原因，破壞了地殼的正常增溫，而使地殼表層的地熱增溫率大大提高了的“異常地熱區”。“異常地熱區” 的形成，一種是產生在近代地殼斷裂運動活躍的地區，另一 種則是主要形成於現代火山區和近代岩漿活動區。除此兩種之外，也還有由於其它原因所形成的區域性“異常地熱區”。 在“異常地熱區”，如果具備良好的地質構造和水文地質條件，就能夠形成有大量熱水或蒸汽的具有重大經濟價值的，“熱水田”或“蒸汽田”統稱為“地熱田”。目前世界上已知的一些地熱田中，有的在構造上同火山作用有關，另外也有一些則是產生在火山中心地區的斷塊構造上。