地热能顾名思义就是来自地球内部的能量，其使用历史可以追溯到上千年，最早主要用作取暖和烹饪。到近代地热的使用范围逐渐拓展，如用作蒸汽发电站的热源。
地热是一种清洁的可再生能源，主要特点可以24小时不间断提供能量，而且地面设施占地面积小，这些特征是可再生能源太阳能和风能无法比拟的。
美国黄石公园间歇泉
地热的热源来自地球内部的如熔岩流、间歇泉、火山喷气孔、温泉和泥温泉等。 这些地质现象的热量主要来自地壳和地幔中钾、钍和铀的放射性衰变，以及大陆板块边缘摩擦产生的热量。
地球的热量约为1×1019 TJ(2.8×1015 TWh)。这种热量以传导的方式，以44.2太瓦的速度传向地表，并同时通过放射性衰变的方式得到30太瓦的补充。这些能量是人类目前一次能源总消费量的两倍多。但是地热大部分能量由于太分散(平均约0.1 W/m2)而无法回收。
地壳有效地充当了一层厚厚的隔热层，必须被刺穿(如：岩浆、水或其他)形成流体通道，才能释放其下面的热量。
地热使用示意图
目前使用情况
截止到2018年，全球地热能装机量最大的国家是美国为3639兆瓦，占其国内能源总消费量的0.3%。值得一提的是虽然冰岛的地热能总装机量仅为755兆瓦，但是地热能占到该国能源消费的70%，可以说冰岛整个国家的能源几乎都由地热提供。
中国的地热能使用较为落后，目前装机量仅为27兆瓦（数据来自全球能源署），其中主要来自西藏的羊八井地热发电站，该电站的装机容量为24兆瓦。
2018年全球地热能装机量前十国家
地热能的使用方式
地热资源主要有四种：地热液、地压力、干热岩和岩浆。目前地热液是是唯一被广泛使用的地热资源类型，而其它三种地热资源还处于研究初级阶段。这里主要讲地热液的使用方式。
地热液顾名思义就是地面下因为热源造成的热水。根据地热液深度的不同，地热液主要有两种使用方式：
按地温梯度地热资源的使用方式
1.直接使用或供暖
当热液的温度在10℃左右以上时，它可以直接用于水疗中心或建筑供暖、农作物种植、鱼塘保暖或其他用途。
适合取暖的地热资源遍及世界上几乎每个国家。 绝大多数冰岛人和超过50万的法国人在公共建筑，学校和家庭中使用地热供暖。 在美国有45个州使用地热泵，用于建筑物加热或制冷。 爱达荷州、俄勒冈州、内华达州和其他一些州全部使用地热供暖。
另外地热也可用于干燥陶瓷、木材、蔬菜和其他产品。
地温地热能使用方式
2.发电
当热液资源的温度在104℃左右以上时，它可以用来发电。 大多数发电用地热资源的温度为148℃至371℃，但有些地热藏温度可达到近537℃。
用于发电的地热资源主要有两种形式：干蒸汽和热液。发电发电方式主要有以下三种：
三种地热发电方式
干式蒸汽发电（Dry steam power stations）
干蒸汽地热藏很少见，但在发电方面效率很高。加利福尼亚州的间歇泉是最大和最著名的干蒸汽藏。在这里通过钻井从2133到3048米深的井获得蒸汽。在干蒸汽储层中，天然蒸汽被直接输送到涡轮发电机。
使用后的蒸汽（冷凝水）可用于工厂的冷却系统，并注入原地热藏以维持水位和压力平衡。
加州地热发电站
闪蒸发电（Flash steam power stations）
地热液是最常见的地热资源。在液体为主的储层中，热水没有完全变为蒸汽，储层处于水饱和蒸汽压下。
利用该资源发电，需要先将热水输送到一个或多个分离器，在那里压力降低并且水闪蒸成蒸汽。然后蒸汽推动涡轮发电机发电。蒸汽冷却并冷凝，用于工厂的冷却系统或注入地热储层。
地热发电站
双循环发电（Binary cycle power stations）
当地热资源的由于水温低而不能闪蒸成蒸汽时，就会使用双循环发电方式发电。即存在两种独立的循环：热液和另外一种循环流体。
这种方式需要借助于另外的循环流体如异丁烷，通过热液加热循环流体，使其膨胀加压进而推动涡轮机发电。然后，流体冷却并再循环以一次又一次地加热。
冰岛地热发电厂
地热资源的优缺点
地热能优点
- 它可以在不消费化石燃料的情况下进行开发。 与相对清洁的天然气发电站相比，地热发电站只产生其六分之一的二氧化碳排放量。
- 二元循环发电站基本上没有任何排放。
- 与太阳能和风能不同，地热能一年365天都可以使用。 也相对便宜。与化石燃料相比，成本节约可高达80％。
地热能缺点
- 会有硫化氢的释放，这种气体在低浓度时闻起来像臭鸡蛋。
- 需要处理一些有毒的地热液。
- 虽然地热区能够提供几十年的热量，但最终特定的位置可能会降温，尤其是开采速度过快的情况下。
