Hier wird zwischen oberflächennaher Geothermie und Tiefen-Geothermie unterschieden. Für Privathaushalte interessant ist die oberflächennahe Geothermie, die die Tatsache nutzt, dass ab ca. 1,50m Tiefe eine konstante, frostfreie Temperatur herrscht.
Dem Boden wird über ein Kühl-, in diesem Fall besser Wärmemittel Energie entzogen, die mittels einer Wärmepumpe, einer Art "umgekehrter Kühlschrank", zur Raumheizung nutzbar gemacht wird.
Technischer ausgedrückt: Vorhandene Wärme wird über dei Schritte Verdampfung, Verdichtung, Kondensation, Expansion transformiert.
Anders als bei Solarthermie und Photovoltaik wird relativ viel Energie zugeführt.
Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe richtet sich im Wesentlichen danach, wie sich die zugeführte Energie durch ihren Einsatz vervielfacht. (Jahresarbeitszahl)
Die Temperatur der Wärmequelle ist in der Regel niedriger als die des Nutzers, z.B. einer Fußbodenheizung, aber je kleiner die Differenz ist, desto besser.