地球本身就是一座巨大的天然儲熱庫。所謂地熱能就是地球內部蘊藏的熱能。有關地球內部的知識是從地球表麵的直接觀察及鑽井的岩樣和火山噴發、地震等資料推斷而得到的。
根據現在的認識，地球的構成是這樣的：地球是一個巨大的實心橢球體，表麵積約為5.1×107平方千米，體積約為1.0833×1012立方千米，赤道半徑為6378千米，極半徑為6357千米。
地球的構造好像是一隻半熟的雞蛋，主要分為三層，在約2800千米厚、溫度在1000°C的鐵-鎂矽酸鹽地幔上有一薄層（厚約30千米）鋁-矽酸鹽地殼，它的厚度各處不一，介於10～70千米之間，陸地上平均為30～40千米，高山底下可達60～70千米，海底下僅為10千米左右；地幔下麵是液態鐵-鎳地核，其內還含有一個固態的內核，溫度在2000℃～5000℃之間，外核深2900～5100千米，內核深5100千米以下至地心。在6～70千米厚的表層地殼和地幔之間有個分界麵，通常稱之為莫霍不連續麵。莫霍界麵會反射地震波。從地表到深100～200千米為剛性較大的岩石圈。
由於地球內圈和外圈之間存在較大的溫度梯度，所以其間有黏性物質不斷循環。地球內部各區段情況如下表所示。
地球內部各區段情況
區段狀態結合帶深度\[千米\]溫度\[°C\]密度\[克/毫米3\]成分區段地殼00～50
剛性板塊10～202.7鈉、鉀、鋁矽酸鹽莫霍6～70500～1000
30鐵、鈣、鎂、鋁矽酸鹽
岩石圈
地幔
固態
固相線100～2001200
黏性物質3.6～4.4鐵、鎂矽酸鹽
固相線7001900
剛性地幔地幔
固相線280037004.5～5.5鐵、鎂、矽酸鹽和/或氧化物軟流圈地幔地核
液態
固相線5500430010～12鐵、鎳
固態
中心63404500鐵、鎳地核
大洋殼層厚約6～10千米，由玄武岩構成，大洋殼層會延伸到大陸殼層下麵。大陸殼層則是由密度較小的鈉鉀鋁—矽酸鹽的花崗石組成，典型厚度約為35千米，但是在造山地帶其厚度可能達70千米。
地殼好像一個“筏”放在剛性岩石圖上，岩石圍又漂浮在截性物質構成的軟流圈上。由於軟流圈中的對流作用，會使大陸殼“筏”向各個方向移動，從而會導致某一大陸板塊與其他大陸板塊或大洋板塊碰撞或分離。它們就是造成火山噴發、造山運動、地震等地質活動的原因。地幔中的對流把熱能從地球內部傳到近地殼的表麵地區，在那裏熱能可能絕熱儲存達百萬年之久。雖然這裏儲熱區的深度已大大超過了目前鑽探技術所能達到的深度，但由於地殼表層中含有遊離水，這些水有可能將熱儲區的熱能帶到地表附近，或穿出地麵而形成溫泉，特別在所謂地質活動區更是如此。