Tout d'abord il faut localiser l'énergie disponible dans le sous-sol que ce soit dans les terrains ou dans l'eau puis l'examiner afin de déterminer son potentiel énergétique.
Pour rechercher cette énergie les techniques diffèrent suivant le type de terrains : bassins sédimentaires, régions volcaniques ou zones structurales actives. Pour cela on utilise plusieurs sciences telles que la géologie, l'hydrogéologie, la géochimie et la géophysique. On peut également effectuer des forages de reconnaissance.
Ensuite on vérifie que l 'on dispose d'assez d'énergie pour les besoins demandés : la production d'électricité ou le chauffage de logements collectifs ou de maisons individuelles.
Et pour finir il faut trouver la méthode la plus adéquate pour prélever cette énergie et la faire passer du sous-sol vers la surface afin de pouvoir l'exploiter. L'énergie est ensuite transformée avec des moyens industriels ou bien, lorsque cela est possible, par échange de calories.
Ensuite l'énergie est distribuée par les réseaux de chaleur lorsqu'il s'agit de chaleur centralisée pour des groupes d'immeubles ou par des réseaux électriques pour la production d'électricité. Pour des locaux plus petits l'installation est individuelle.
On distingue deux formes de géothermie:
- la géothermie profonde qui sert à collecter l'eau des couches géologiques sous forme liquide ou de vapeur pour ensuite produire de l'électricite ou du chauffage. Tout cela à des milliers de mètres de profondeur.
- la géothermie de surface qui récupère la chaleur en hiver et la fraîcheur en été au niveau de la croûte superficielle du sol. Cette dernière est notamment accessible pour les particuliers qui souhaitent équiper leur habitation.