Per energia geotermica si intende quella contenuta, sotto forma di calore, all'interno della Terra. L'origine di questo calore è da mettere in relazione con la natura interna del nostro pianeta e con i processi fisici che vi hanno luogo, in particolare con la liberazione di energia nei processi di decadimento di isotopi radioattivi di alcuni elementi quali uranio, torio e potassio.

Tale calore si dissipa con regolarità verso la superficie terrestre, che emana calore quantificabile in una corrente termica media di 0,065W/mq. Il gradiente termico è in media di 3 gradi centigradi ogni 100 metri di profondità ovvero di 30 gradi ogni km anche se, essendo influenzato dal diverso spessore della crosta terrestre e delle diverse situazioni geologiche, tale gradiente variare da zona a zona.

Poichè la superficie della Terra non è continua - ma costituita da un insieme di placche adiacenti, in moto una rispetto all'altra secondo la teoria della tettonica a placche - in presenza di discontinuità della superficie, cioè di assottigliamenti o fratture della crosta terrestre, questa grande quantità di energia proveniente dal sottosuolo può essere trasferita in superficie in modo più efficace e visibile generando fenomeni fisici come il vulcanismo, i soffioni, i geyser e le sorgenti termali.

Toscana, Lazio, Campania e l'antistante zona tirrenica sono caratterizzate da un locale assottigliamento della crosta terrestre e un elevato flusso di calore e costituiscono quindi un'area privilegiata per lo sfruttamento di questo tipo di energia. Questa vocazione naturale ha reso la Toscana una regione pioniera nello sfruttamento dell'energia geotermica.

Oltre alla produzione di energia elettrica, a seconda della temperatura del fluido geotermico, sono possibili svariati impieghi tra cui acquicoltura (max 38°C), serricoltura (38-80°C), teleriscaldamento (80-100°C). 

A Orbetello (Gr) è stato realizzato un importante centro di acquacoltura: l’acqua di mare, miscelata con acqua a 17–25 gradi centigradi, crea un ambiente ottimale per l’allevamento di branzini e pagelli.