Ģeotermālā enerģija ir zemes dzīlēs esošā siltumenerģija karsta ūdens vai ūdens tvaika formā. Ir dažāda veida tehnoloģijas ģeotermālās enerģijas pārveidei par elektroenerģiju vai siltumenerģiju, kas izmantojama apsildē. Šīm tehnoloģijām ir atšķirīgs gatavības līmenis.

Zemes siltuma enerģija ir viens no visneizpētītākajiem atjaunīgās enerģijas veidiem. Atšķirībā no citiem resursiem nav zināms ģeotermālās enerģijas potenciāls un ieguvumi, turklāt karstā ūdens un tvaika rezervuāri visbiežāk atrodas dabas liegumos, rezervātos vai dabas parkos, liedzot enerģijas ieguves iespēju. Šo iemeslu dēļ ģeotermālā enerģija nav plaši izplatīta komerciālai enerģijas ieguvei. Visvairāk ģeotermālo enerģiju izmanto ASV, Turcijā, Indonēzijā un Filipīnās. Ģeotermālās enerģijas ieguves lielākā priekšrocība attiecībā pret citiem enerģijas veidiem ir relatīvi nelielais zemes platības patēriņš tehnoloģiju uzstādīšanai.

Vispopulārākā tehnoloģija ģeotermālās enerģijas ieguvei mājsaimniecībās ir zemes siltumsūkņi. Siltumsūkņus izmanto ne tikai dzīvojamo māju apsildei, bet arī komerciālo un publisko ēku apsildei. Siltumsūkņi sastāv no vairākām daļām: sūkņa, apsildes sistēmas caurulēm (atrodas mājā), siltumenerģijas ieguves caurulēm (atrodas zem zemes), iztvaicētāja, kompresora, izplešanās vārsta un siltumnesēja. Pati galvenā daļa siltumsūknī ir sūknis, kas nodrošina siltuma avotu sūknēšanu no zemes uz māju, kā arī siltumnesēja cirkulāciju apkures sistēmā. Zem zemes izvietotās caurules siltuma ieguvei iespējams izvietot vairākos veidos – vertikāli, horizontāli un cilpās.

Zemes siltumsūkņu darbināšanai karsto ūdeni vai tā tvaiku nav nepieciešams sūknēt ārā no zemes dzīlēm. Šie siltumsūkņi uzņem pazemē, precīzāk, augsnē esošo siltumu. Siltumsūkņu darbības princips ir līdzīgs kā ledusskapjiem – siltums tiek saņemts no zemes un ar to tiek uzsildīts mājoklis (ledusskapī – siltums tiek paņemts no produktiem un izvadīts virtuvē pa ledusskapja aizmugurē esošo dzesēšanas elementu). Vasarās siltumsūknis var nodrošināt arī ēkas dzesēšanu.

Lai siltumsūknis darbotos un nodrošinātu siltumnesēja plūsmu apkures sistēmā, ir nepieciešama elektroenerģija. Visefektīvāk darbojas siltumsūkņi, kuriem ir augstāks lietderības koeficients jeb COP. COP parāda, cik vienības siltuma ierīce rada, patērējot vienu vienību elektroenerģijas. Jāatceras, ka, pazeminoties āra gaisa temperatūrai, pazeminās arī siltumsūkņa darbības efektivitāte.

Tāpat svarīgi arī izvēlēties reģionam atbilstošu siltumsūkņa modeli. Latvijas klimatam vispiemērotākie ir Skandināvijas reģionam paredzētie siltumsūkņi – tie turpinās darboties arī ļoti bargās ziemās un mitrā laikā. Lai pārliecinātos, vai iegādātais siltumsūknis darbosies arī īpaši aukstās ziemās, pirms tā iegādes jāiepazīstas ar ražotāja sniegto tehnisko informāciju par ierīci.