L’energia geotermica (o il calore della Terra) è l’energia immagazzinata sotto forma di calore sotto la superficie terrestre. Le quantità di calore presenti all’interno della Terra sono elevate. La loro origine deriva principalmente dall’energia di decadimento di isotopi naturalmente radioattivi che si trovano nella crosta e nel mantello terrestre.
In linea di principio, più profondamente si penetra nella Terra, più calore si trova. In media, a partire dalla superficie, la temperatura aumenta di 3 °C circa per ogni 100 metri di profondità. Inoltre, la conduzione del calore è un processo molto lento: già a una profondità di 10 a 20 metri sotto la superficie terrestre inizia la zona in cui i cambiamenti climatici sulla superficie non influenzano più la temperatura nel sottosuolo. A 5'000 metri di profondità, in Svizzera sono presenti temperature dai 150 ai 200 °C (UFE "Geotermia"). Secondo le conoscenze attuali si presumono delle temperature pari a oltre 6'000 °C al centro della Terra e a 1'400 °C nel mantello superiore.
Tuttavia in molti luoghi del mondo, in particolare nelle aree vulcaniche, si possono trovare le cosiddette anomalie termiche, cioè aree con un gradiente di temperatura molto più elevato. Ciò vale ad esempio per l’Islanda, l’Italia, l’Indonesia e la Nuova Zelanda. In alcuni punti, in questi paesi la natura stessa fornisce il sistema di circolazione necessario per portare il calore in superficie (ad esempio sorgenti termali e geyser). Altrove devono essere utilizzate perforazioni con pompe di alimentazione o sonde geotermiche con pompe di circolazione per sfruttare il calore. A questo scopo sono disponibili diverse tecnologie. Viene fatta una distinzione tra la geotermia di superficie (fino a 400 metri) e la geotermia profonda.
