La géothermie vient du grec Gê (la terre) et thermos (chaud). Dans le principe théorique, la géothermie consiste à récupérer l’énergie thermique du sol. Cette chaleur naturelle provient à 90% de la radioactivité naturelle des roches de la croûte terrestre (uranium, thorium, potassium) et à 10% du soleil qui chauffe la surface du globe et maintient le sol entre 10°C et 14°C tout au long de l’année. Cette chaleur, après avoir été récupérée, peut être utilisée à deux fins différentes : la production d'électricité ou l'apport de chaleur dans un bâtiment.
Pour produire de l'électricité grâce à la géothermie on utilise la géothermie dite de moyenne et haute énergie (la température de l'eau en profondeur y varie entre 90°C et 250°C). Un puits de captage de cette eau est foré à une profondeur comprise entre 1000 et 4000 mètres de profondeur. Étant donné la profondeur à laquelle se trouve l'eau on pourra la trouver à l'état liquide même à une température supérieure à 100°C. La pression permet aux molécules d'eau de se "coller" plus fortement entre elles il en découle donc la nécessité d'une plus grande énergie pour les séparer et donc d'une température plus haute pour vaporiser cette eau.
Par le même principe en remontant à travers le puits, la pression va diminuer et l'eau liquide dans le sous-sol va se vaporiser. Cette vapeur va être ensuite dirigée vers une turbine qui reprend le fonctionnement classique d'un alternateur. L'eau qui a été pompée et qui est remontée liquide va subir une baisse de pression pour être vaporisée et acheminée vers une turbine.
Cette production d'électricité nécessite un puits très profond qui peut être difficilement réalisable chez un particulier. De plus il faut choisir la bonne zone pour implanter ce type d'usine puisque les zones de géothermie à moyenne et haute énergie ne sont pas présentes partout. C'est donc un moyen de conversion de l'énergie géothermique intéressant mais qui ne peut être réalisé que dans un contexte industriel.