Selon l'Union of Concerned Scientists, les systèmes géothermiques utilisent des tuyaux enfoncés profondément dans le sol pour chauffer l'air, l'eau ou d'autres fluides dans le but de produire de l'électricité ou de chauffer des bâtiments. Dans certains cas, la géothermie les systèmes utilisent des sources chaudes souterraines naturelles à cette fin, ou les systèmes peuvent pomper un fluide thermique dans le sol pour absorber la chaleur naturelle de la Terre.
Une centrale géothermique a besoin de vapeur pour faire fonctionner des turbines électriques. Si la centrale est située au-dessus d'une source chaude naturelle, le simple fait de creuser un puits dans cette source peut fournir suffisamment de chaleur et de vapeur pour entraîner les turbines. Sinon, la plante peut pomper de l'eau dans le sol, soit en l'utilisant directement sous forme de vapeur, soit en faisant passer le fluide chauffé à travers un échangeur de chaleur pour capter sa chaleur.
L'énergie géothermique peut également être utilisée pour le chauffage ou le refroidissement direct. À quelques mètres sous la surface de la Terre, la température du sol a tendance à osciller autour de 50 degrés Fahrenheit. En hiver, un tuyau enterré à cette profondeur transfère cette chaleur à l'air ou à un fluide thermique, permettant à une pompe à chaleur géothermique de transférer cette chaleur dans une maison ou une entreprise. En été, cette même couche de 50 degrés peut être utilisée pour refroidir l'air chaud, fournissant la climatisation via le même mécanisme.
