Geotermia to energia cieplna wnętrza Ziemi, nagromadzona w skałach, wodach oraz parach. Wnętrze Ziemi do głębokości ok. 5 km zawiera bowiem energię cieplną rzędu 140 milionów EJ. Jest to blisko pięćdziesięciokrotnie większa ilość energii, niż ta która dociera do powierzchni ziemi w ciągu roku ze Słońca.
Początkowo ciepło wewnętrzne Ziemi pochodziło z kontrakcji grawitacyjnej występującej w czasie formowania planety. Obecnie najwięcej ciepła (45-90%) pochodzi z rozpadu radioaktywnych izotopów potasu, uranu, a także toru. Geotermię zalicza się do odnawialnych źródeł energii ponieważ jej źródło – gorące wnętrze kuli ziemskiej – jest praktycznie niewyczerpalne. O energii geotermalnej mówi się przede wszystkim w przypadku, gdy nośnikiem ciepła jest woda, bądź para wodna.
W celu wydobycia wód geotermalnych na powierzchnię wykonuje się odwierty do głębokości ich zalegania. Następnie należy w pewnej odległości od otworu czerpalnego wykonać drugi odwiert. Nim woda geotermalna po odebraniu ciepła będzie wtłaczana z powrotem do złoża. Istnieją dwa sposoby wykorzystania wód geotermalnych: bezpośredni, w którym woda doprowadzana jest systemem rur, oraz pośredni – polegający na oddaniu ciepła chłodnej wodzie w obiegu zamkniętym.
Energię geotermiczną stosuje się jako podstawowe źródło ciepła w układach centralnego ogrzewania, a także do produkcji energii elektrycznej. W tym drugim przypadku jest to opłacane jedynie w sytuacji, gdy woda w źródle jest szczególnie gorąca. Światowa produkcja energii elektrycznej wytworzonej za pomocą geotermii oparta jest na źródłach o temperaturze przekraczającej 100°C. Możliwe jest wówczas bezpośrednie zastosowanie turbiny parowej. Obecnie coraz większą popularnością cieszy się technologia układów binarnych umożliwiająca wykorzystanie źródeł ciepła o temperaturze minimalnej rzędu 90°C.
Wody o niższej temperaturze nie nadają się jednak do wytwarzania energii elektrycznej z przyczyn technicznych. Wymagałoby to bowiem zastosowania ogromnych wymienników ciepła do uzyskania nawet niewielkiej ilości energii elektrycznej. Wody geotermalne są z reguły silnie zasolone, co jest powodem trudnych warunków pracy wymienników ciepła oraz innych elementów armatury instalacji geotermicznych.