Para poder extraer el calor del interior de la Tierra han de darse ciertas condiciones: la existencia de zonas a elevada temperatura a profundidades asequibles y la existencia cerca de ellas de rocas porosas capaces de retener agua. Así, se define como "yacimiento geotérmico" un volumen de roca con temperatura anormalmente elevada para la profundidad a que se encuentra, susceptible de ser recorrida por una corriente de agua que pueda absorber calor y transportarlo a la superficie.
Obsérvese que esta definición no implica que el agua se encuentre en el yacimiento a priori. Por lo tanto, según las características geológicos de los yacimientos y la forma en que el calor se transporta a la superficie, aquéllos pueden ser:
Un sistema hidrotérmico (Figura 5.2) está formado por una fuente de calor situada a una profundidad relativamente pequeña (de 1 a 10 km), que garantiza un elevado flujo térmico por un largo período de tiempo. Por encima de ella se halla situada una roca permeable conteniendo agua (acuífero), que permite la circulación de ésta cerca de la roca caliente. Sobre el acuífero se encuentra una capa de roca impermeable y algunas fallas que delimitan el yacimiento y permiten el aporte de agua a partir de las precipitaciones atmosféricas.
Así, el agua adquirirá la tempertura del sistema geotérmico y se encontrará en estado líquido, en forma de vapor, o como mezcla de líquido y vapor en equilibrio, según las condiciones de presión y temperatura del yacimiento. Los sistemas en los que predomina el vapor son fácilmente explotables y su principal aplicación es la producción de energía eléctrica en turbinas de vapor, obteniéndose agua caliente como subproducto. Los sistemas en los que predomina el agua, a mayor o menor temperatura, pueden presentar dificultades de uso si contienen muchas sales disueltas o sus propiedades son corrosivas.
Los sistemas geopresurizados son aquéllos en los que el fluído localizado en las rocas subterráneas soporta una gran presión, debido a las rocas que tiene por encima. En numerosas ocasiones la temperatura del agua de estos yacimientos es de unos 300 °C y está además saturada con grandes cantidades de gas natural. Por ello, en estas formaciones hay energía acumulada en tres formas: presión hidráulica, agua caliente y metano. De aquí que se piense que puedan ser fuentes de energía muy prometedoras en las próximas décadas, aunque de momento estos sistemas están aún muy lejos de poder ser sometidos a una explotación comercial rentable.
Los sistemas de roca seca caliente están formados por bolsas de rocas impermeables a muy alta temperatura y, debido a ello, carecen de acuífero, por lo que es necesario aportar agua de forma artificial para poder extraer el calor, además de la necesidad de crear grandes superficies de transmisión de calor fracturando la roca. Aunque el concepto sea muy simple, todavía se han de resolver muchas cuestiones antes de considerar un proyecto de este tipo como económicamente rentable.
Es por todo los visto hasta aquí que se puede afirmar que la única forma de la energía geotérmica que ha sido comercialmente desarrollada hasta la fecha pertenece a la categoría de los sistemas hidrotérmicos. Ni los sistemas geopresurizados ni los de roca seca caliente parecen tener posibilidades de explotación comercial a una escala significativa en las próximas décadas.