Geoterminė energija generuojama išgaunant energiją iš šilumos giliai žemėje. Kai kuriose vietose, pvz., Islandijos, Filipinų ir Japonijos salose, dažnos geoterminės karštosios versmės, todėl energija lengvai pasiekiama. Kitose vietose pakankamai šilumos randama tik daugiau nei 1.6 km atstumu po paviršiumi, todėl geoterminės energijos gavyba yra nepraktiška. Bet kur iki tokio lygio iškastos skylės paprastai gali būti naudojamos geoterminei energijai gaminti.
Pirmoji geoterminės energijos gamybos stotis buvo pastatyta 4 m. liepos 1904 d. Larderello sauso garo lauke Italijoje ir ją išbandė princas Piero Ginori Conti, todėl geoterminės energijos gamyba buvo naudojama šiek tiek daugiau nei šimtmetį. Vis dėlto geoterminės energijos gamyba nėra pagrindinis energijos šaltinis visame pasaulyje – ji sudaro tik apie 0.1 % pasaulinės energijos arba apie 100 gigavatų. Geoterminę energiją plačiai naudoja tik Filipinų ir Islandijos šalys, kur ji sudaro 15–20 % visos elektros energijos.
Labiausiai paplitęs geoterminės elektrinės veikimo būdas yra dvejetainis ciklas, kai vidutiniškai karštas vanduo iš negilių geoterminių šilumos šaltinių leidžiamas per vamzdžius, vadinamus šilumokaičiu, kuriuose yra antrinis skystis – paprastai butanas arba pentanas – angliavandeniliai, kurių virimo temperatūra aukšta. žemesnė už vandenį. Dėl šilumos antrinis skystis virsta garais, kurie varo turbinas, gaminančias elektrą. Tada skystis pakartotinai kondensuojamas ir naudojamas daugiau ciklų. Antrinio skysčio slėgis paprastai yra gana didelis, apie 500 PSI.
Karštų sausų uolienų geoterminė energija yra kita geoterminės energijos gamybos rūšis; Šis metodas pumpuoja vandenį giliai į Žemę, kontaktuodamas su karšta, sausa uoliena, kuri suteikia metodui pavadinimą. Uoliena šildo vandenį, kuris vėliau išpumpuojamas ir naudojamas arba tiesiogiai su garo turbinomis, arba pumpuojamas per dvejetainio ciklo sistemą. Taip pat žinomos kaip patobulintos geoterminės sistemos, šių įrenginių naudingo tarnavimo laikas yra apie 20–30 metų, kol uoliena per daug atvėsta, kad įrenginys būtų ekonomiškas. Visiška šiluma atsigauna per 50-100 metų.
Kitas geoterminės energijos gamybos tipas yra greito garo įrenginiai. Šie augalai traukia karštą, aukšto slėgio vandenį iš gilių Žemės į rezervuarus, kur dėl slėgio kritimo vanduo virsta garais, kurie vėliau naudojami turbinoms sukti. Viena iš seniausių rūšių yra tiesioginė šiluma, kuri karštą vandenį iš arti Žemės paviršiaus traukia į vamzdžius, skirtus naudoti pastatams šildyti, šildyti vandenį žuvų auginimui, auginti augalus šiltnamiuose, pasterizuoti pieną ir pan. Tai veikia tik tose vietose, kur pakanka šilumos. šalia paviršiaus yra vandens.