Energia geotermalna – energia wnętrza Ziemi, która pochodzi z gorących par i wód zakumulowanych pod powierzchnią Ziemi. Możemy wyróżnić energię pierwotną, która powstała podczas procesów powstawania skorupy ziemskiej oraz energię jądrową, pochodzącą z procesów rozpadu pierwiastków.

Powszechność występowania, odnawialność oraz brak zależności od zmieniających się warunków klimatycznych są niewątpliwymi zaletami energii geotermalnej. Daje to możliwość wykorzystania potencjału geotermalnego do ogrzewania pomieszczeń i przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz zastosowania w rolnictwie, balneoterapii i rekreacji.

Zbiorniki, z których może być odzyskiwana energia geotermalna znajdują się na dużej głębokości sięgającej kilku tysięcy metrów poniżej poziomu terenu. Akumulacja wody w skałach zbiornikowych następuje wtedy, gdy skały spełniają określone parametry; najważniejszymi z nich są porowatość, przepuszczalność i szczelinowatość. W innym wypadku ciepło w skałach nie mogłoby być zmagazynowane. W zbiornikach tych występują:

• Złoża par geotermalnych – złoża charakteryzujące się temperaturami powyżej 150-200ᵒC na głębokości 1 km. Głównym źródłem ciepła jest magma w komorach lub zakumulowana na niewielkich głębokościach. Towarzyszą obszarom, na których w niedalekiej przeszłości miała miejsce działalność wulkaniczna.  Pary geotermalne używane są do napędzania turbin.
• Wody geotermalne – złoża wykorzystywane w bezpośredni sposób do produkcji energii, mające temperaturę poniżej 150ᵒC. Energia w tym przypadku odzyskiwana jest za pomocą wymienników ciepła lub pomp ciepła. Mogą one być wykorzystywane do zasilania sieci ciepłowniczej, lecz mogą być także stosowane w balneoterapii, rekreacji, przemyśle itd. Są bardzo popularne i nie ograniczają się jedynie do obszarów aktywnych wulkanicznie.
• Gorące suche skały (ang. Hot Dry Rocks) – znajdują się na głębokości min. 5 000 m i nie zawierają par ani wód geotermalnych. Energia w nich zawarta może być odzyskana za pomocą wody wtłaczanej do górotworu pod olbrzymim ciśnieniem.

Energię zakumulowaną we wnętrzu Ziemi wykorzystuje się na wiele sposobów, w zależności od temperatury. Gdy temperatury w złożu przekraczają 100ᵒC, złoża wykorzystywane są do produkcji energii elektrycznej. Oprócz produkcji prądu, geotermia znajduje zastosowanie do centralnego ogrzewania, klimatyzacji, w rolnictwie, a także w hodowli zwierząt, w przemyśle spożywczym, do suszenia produktów rolniczych i przemysłowych, w rekreacji i lecznictwie.

Rodzaje złóż geotermalnych:

• Złoże artezyjskie – złoże charakteryzujące się samoczynnym wypływem wody geotermalnej z wykonanego otworu w górotworze. Warstwy wodonośne występują pod ciśnieniem hydrostatycznym, które umożliwia naturalny wypływ wód na powierzchnię – są to systemy geotermalne z wydobyciem samoczynnym.

• Złoże subartezyjskie –  tam, gdzie nie ma wysokich ciśnień wody znajdującej się pod powierzchnią znajdują się wody subartezyjskie. W celu wydobycia wody na powierzchnię należy skorzystać z pomp głębinowych, umożliwiających transport wody spod powierzchni Ziemi – są to systemy z wydobyciem wymuszonym.

Budowa geologiczna danego obszaru, rozwój geotektoniczny, procesy chemiczne zachodzące w głębi Ziemi, bliskość zjawisk wulkanicznych – to wszystko ma wpływ na to, jak szybko zmienia się temperatura wraz ze wzrostem głębokości. Głębokość (mierzona w metrach), na której temperatura wzrasta o 1°C w stosunku do punktu początkowego to stopień geotermiczny. 

Prędkość przepływu ciepła jest określana przez strumień cieplny – przedstawia, jak szybko energia przepływa w określonej jednostce czasu z miejsca o temperaturze wyższej do miejsca o temperaturze niższej.

Na podstawie sposobu wydobycia wód geotermalnych oraz ilości zastosowanych otworów wiertniczych mówimy o  systemach:

• jednootworowych – układ ten składa się z jednego otworu wiertniczego, brak jest zaś dodatkowego otworu chłonnego, który ma za zadanie ponowne oddanie wody do górotworu. Ciepło w takim przypadku odzyskiwane jest przy wykorzystaniu pomp ciepła lub wymienników, albo bezpośrednio wykorzystywane w przemyśle lub rolnictwie. Jest to rozwiązanie stosowane bardzo rzadko. Takie rozwiązanie może spowodować wyczerpanie się złoża przy zbyt długim okresie eksploatacji oraz szkody w środowisku wód powierzchniowych (konieczność chłodzenia wody oddawanej do cieków powierzchniowych lub zbiorników retencyjnych) oraz podziemnych. Mają one jednak taką zaletę, że na etapie realizacji inwestycji są zdecydowanie tańsze od dwu- czy wielootworowych.
• dwuotworowych (tzn. dublet geotermalny) – wydobycie wody odbywa się przy wykorzystaniu dwóch otworów wiertniczych: jednego wydobywczego i jednego chłonnego. Energia wody z wnętrza Ziemi przekazywana jest do wymiennika, a następnie po schłodzeniu zatłaczana jest z powrotem pod powierzchnię. System dwuotworowy zapewnia odnawialność złoża i utrzymuje jego parametry eksploatacyjne.
• wielootworowych – najczęściej w jego skład wchodzi jeden otwór produkcyjny i dwa otwory chłonne.