A hőszivattyúk megújuló energia hordozókat hasznosíthatnak, segítve a klímavédelmet, mivel a környezetből „beemelt” résznek nincs helyi (lokális) szén-dioxid (CO2) és káros anyagkibocsátása. Jelenleg a hőszivattyúk leginkább elterjedt típusa a gőznemű munkaközeges, villamos motorral hajtott kompresszoros változat. A közvetlen villamosfűtés (például az ellenállás fűtés) jelentős üzemeltetési költsége miatt ma Magyarországon egyelőre nem tekinthető gazdaságos módszernek. A hőszivattyús fűtés ezzel szemben a közvetlen villamos fűtéshez szükséges villamos áram töredékét használja fel arra, hogy a hőt a környezetből „beemelje” (felvegye és hasznosításra leadja).

A "geotermikus" kifejezés görög eredetű, jelentése: földi hő. A geotermikus energia (vagy geotermális energia) tágabb értelemben a Föld belsejében keletkező, a földi hőáramban meghatározott szintig feljutó és ott a kőzetekben, illetve a pórusvízben tárolódó termikus energiamennyiség.

Szűkebb értelemben a felszín alatti víz hőtartalmában rejlő energia, mivel a geotermikus energia legkönnyebben víz (hévíz) közvetítésével hasznosítható, amit a víz nagy hőkapacitása tesz lehetővé. A hazai hévíz kutak évente közel 6,5 x 1015 J hőmennyiséget hoznak a felszínre (ez az ország energiamérlegében kevesebb mint 1%).

A száraz gőz erőmű

Ez a típusú rendszer a gőz-dominált területek esetén alkalmazható, amikor a gőz hasznosítást semmilyen folyadék nem zavarja. A túlhevített 180-200°C-os, 0,8-0,9 MPa nyomású gőz néhány száz km/h-ás sebességgel érheti el a felszínt. 300-350°C-os hőmérsékleten és megfelelően nagy nyomáson jobb hatékonyságú áramtermelés érhető el. A turbinán áthaladó gőz kitágul és meghajtja a turbina lapátjait ami a tengelyt forgatja meg és így elektromos áramot termel. 
(kép forrása: http://www.ch-non-food.com/power.htm )

 A geotermikus források felfedezése egészen a római időkig nyúlik vissza. Legelőször a termálvizet alkalmazták, elsősorban gyógyászati, háztartási és pihenési célokra. Egykoron a Britt római fürdővárosok a hévízforrásokat csőhálózat segítségével közvetlenül hasznosították. A rómaiak a hévizet a szem és bőrbetegségek kezelésére, míg Pompeiben az épületek fűtésére használták. Új-Zélandon az első polinéziai betelepülők akik az európai hatástól zavartalanul éltek ezer éven keresztül a 18. századig, a geotermikus hőforrások gőzét a főzésben, a termálvizet pedig a fürdésben, mosásban és a gyógyításban hasznosították.   A hévizek fűtésben és gyógyászatban való alkalmazása a modern világban ismét aktuálissá vált. (Kép: Courtesy of DOE/NREL)

Földünk felszínén az asztenoszféra felől átáramló hőmennyiség 10²¹Joule/év. Ez összevetve a Napból származó hővel - ami 5,4×10²⁴ Joule/év - kevésnek tűnik. A hő azért áramlik az asztenoszféra felől a litoszféra irányába, mert közöttük jelentős hőmérséklet különbség van. A Föld magban kb. 7000 °C hőmérséklet uralkodik.

Ez az óriási hőmennyiség két módon keletkezik:

• Kb. 4600 millió éve, bolygónk anyagainak kondenzálódása idején a belső részek rendkívül gyorsan felmelegedtek, mivel a sűrűsödő anyagok kinetikus energiája hőenergiává alakult
• a Föld belsejében hosszú bomlási idejű radioaktív izotópok találhatóak, mint a thórium 232, uránium 238, kálium 40. Ezek bomlása során hő szabadul fel, megközelítőleg 5×10²⁰  Joule/év.

Mivel a radioaktív bomlás mértéke exponenciálisan csökken, a Föld megalakulása után közvetlenül, a bomlásból származó hő ötszöröse lehetett a mainak. Ez a hő a hőáramlás útján halad a felszín felé. A felszín közelében, úgy 100 km mélyen a föld anyagai hűvösebbek és túl kemények ahhoz, hogy létrejöjjön a hőáramlás, így a hő hővezetés által halad tovább.

A geotermikus energiaforrásoknak három fontos jellemzője van:

1. Az aquiferek (víztározó rétegek):

A természetes aquiferek általában porózus kőzetek, amelyek vizet tárolnak illetve rajtuk a víz átjuthat. A kőzetekben tárolt víz fúrással könnyen feltárható. Ezen kőzetek fontos tulajdonsága a porozitás. Nagyon fontos, hogy a geotermikus folyadék tárolására alkalmas legyen az aquifer, ez pedig csak a nagy porozitású kőzetekben lehetséges.

A geotermikus energia a föld mélyéből származó hőből állítható elő. Bár egy geotermikus erőmű felépítése drága befektetés, a rendszer fenntartási és működtetési költségei ezzel szemben szignifikánsan alacsonyabbak. Ebből kifolyólag természetesen az így előállított energia is olcsóbb.