A diferència d’altres fonts d’energia renovable que depenen directament o indirectament de la influència del sol, l'energia geotèrmica prové de l’interior del planeta. Com a font d’energia és essencialment inexhaurible. Els jaciments geotèrmics, si es gestionen d’una manera correcta, poden mantenir la seva producció d’energia indefinidament. Aquesta energia prové d’una dinàmica interna del planeta, que la concentra en llocs molt concrets, on el flux calorífic pot arribar a ser d’unes deu o quinze vegades més elevat del normal.

Aquesta font d’energia es pot utilitzar tant per subministrar calor com per generar electricitat. Normalment, aquestes tecnologies disponibles es divideixen en tres categories: les centrals geotèrmiques, les aplicacions d’ús directe i les bombes de calor geotèrmiques.

Les centrals geotèrmiques generen electricitat a partir de la perforació de pous, d’un quilòmetre o més de profunditat, per explotar dipòsits subterranis geotèrmics, de vapor d’aigua i aigua molt calenta. En l’actualitat, funcionen tres tipus de centrals de generació elèctrica:

• Centrals de vapor sec:

  Utilitzen el vapor geotèrmic directament per fer girar les turbines de la central.

• Centrals de transmissió de vapor:

  Reserves geotèrmiques que produeixen aigua calenta. S’aprofita la part que es converteix en vapor a l’arribar a la superfície.

• Centrals de cicle binari:

  Utilitzen l’aigua subterrània per transferir la calor a un segon líquid que té una temperatura d’evaporació més baixa. Quan aquest líquid s’evapora mou les turbines. Posteriorment es condensa aquest vapor i es reutilitza el líquid de nou.

Aquest darrer sistema, en comparació amb els altres, és el que té més perspectives de futur. No emet cap tipus de gasos, ja que és un cicle tancat, i funciona amb temperatures interiors de 110 a 160ºC.
Les aplicacions d’ús directe són les que la s’utilitzen com a calefacció ambient o per a la producció d’aigua calenta per a usos industrials, agrícoles o residencials. En el cas d’un país com ara Islàndia és la segona font d’energia i arriba a escalfar el 85% dels edificis.

Les bombes de calor geotèrmiques utilitzen l’energia de sòls poc profunds per escalfar i refrigerar edificis. Una bomba de calor d’aquestes característiques consisteix d’uns tubs soterrats en el terreny, un intercanviador de calor i un sistema de conductes a l’interior de l’edifici.

La idea bàsica consisteix en el fet d’obtenir energia calorífica del subsòl i transmetre-la, a través dels sistemes adequats, a l’edifici. El mateix principi es pot utilitzar de manera inversa, traslladant la calor innecessària al subsòl. La temperatura constant del sòl, d’entre 10 i 16ºC a 10 m de profunditat, ofereix les condicions òptimes per fer funcionar, de forma integrada, el sistema de calefacció i aire condicionat d’un edifici. Sempre que es compti amb les característiques apropiades, és possible l’acumulació estacional d’energia calorífica en el subsòl.

Actualment, es disposa d’una tecnologia d’absorció massiva coneguda com a ‘fonaments geotèrmics’ o ‘fonaments termoactius’. Es tracta d’aprofitar el potencial energètic del subsòl a través dels elements de fonamentació dels edificis. Es basa en les propietats de magatzematge i conductivitat tèrmica dels elements constructius de formigó, com poden ser els fonaments, els forjats, etc

El principi de la geotèrmia solar es basa en el fet que part de la radiació que prové del sol s’acumula en forma de calor a l’escorça terrestre. Atesa la gran massa de la terra, la temperatura es manté gairebé constant a partir d’aproximadament cinc metres de profunditat, a uns 15º C.

L’aplicació  geotèrmica consisteix a utilitzar l’energia calorífica continguda en l’escorça terrestre a profunditats de fins als 100 metres, mitjançant un sistema de perforació (pou), una unitat geotèrmica d’intercanvi (UGI) i una bomba de calor. Es transfereix l’energia d’aquesta font estable (d’uns 15º C) a una altra de major temperatura (50º C) que permeti la seva posterior utilització per climatitzar qualsevol tipus d’espai, així com obtenir aigua calenta sanitària. Les bombes de calor són reversibles, per la qual cosa a l’estiu poden absorbir la calor de l'interior de l’habitatge i lliurar-lo al subsòl. D’aquesta manera poden ser utilitzades com una solució integral per a la climatització de qualsevol espai.

L’eficiència energètica d’aquest sistema de climatització o relació entre l’energia consumida i l’energia lliurada pel sistema, que usa com a font de calor el subsòl, és altament favorable. Com a mínim és del 400% escalfant i del 500% refredant (és a dir, que l’energia lliurada pot arribar a ser 5 vegades l’energia consumida).

Això és possible ja que no es genera sols calor, sinó que la major part només es transfereix d’una font a una altra i el seu resultat és altament ecològic, ja que en no existir combustió no es genera CO2, la qual cosa el converteix en un sistema no contaminant.

La climatització de qualsevol edificació es pot realitzar de forma individual, ja que no necessita complexes inversions per aplicar el sistema, a diferència de les instal·lacions de geotèrmia de mitja i gran profunditat. Així, comparant amb un sistema de calefacció per captació d’energia solar mitjançant panells, presenta un gran avantatge ja que no necessita grans acumuladors ni sistemes de suport basats en energies fòssils per compensar les hores de manca de radiació solar. La massa mateixa de la Terra és el gran acumulador que fa que disposem d’una font d’energia a temperatura constant, que en l’àmbit d’aquesta aplicació es comporta com infinita.

La tecnologia que s’utilitza a Catalunya en aquest tipus d’instal·lacions és majoritàriament estrangera, ja que aquest sistema fa més de trenta anys que va començar a implementar-se en països d’arreu del món (Suècia n’és el país capdavanter ja que un percentatge d’entre el 80 i el 90% d’habitatges unifamiliars disposen d’energia geotèrmica.).

Un sistema geotèrmic té excel·lents prestacions mediambientals i contribueix en gran mesura al concepte d’edifici de “contaminació zero”. Les seves prestacions es poden resumir en:

• Ecològica. No genera CO2,  ja que no hi intervé cap combustió.
• Econòmica. Sistema de gran estalvi tant econòmic com energètic, ja que és el sistema de climatització que menys energia consumeix.
• Calorífica - ambiental. No expulsa aire calent a l’exterior.
• Sanitària. En prescindir de les torres de refrigeració, no hi ha possibilitat de contaminació epidemiològica (legionel·la).
• Sonora. Absència de sorolls exteriors.
• Visual. No són necessàries instal·lacions fora de l’edifici.