Geotermalno ogrevanje izkorišča naravno toplotno energijo iz zemeljske skorje za ogrevanje vode in prostorov. Ta način ogrevanja je cenjen zaradi energetske učinkovitosti, pomanjkanja onesnaževanja in finančnih koristi. Območja, kot je Islandija z bogatimi geotermalnimi viri, imenovana vroče točke, lahko prosto uporabljajo energijo za ogrevanje. Regije brez vročih točk lahko dosežejo tudi geotermalno ogrevanje, vendar z geotermalno toplotno črpalko.
Prvotno je toplota znotraj Zemlje nastala med nastankom planeta z energijo udarca meteoritov in toploto stiskanja. Danes toplota stiskanja v jedru Zemlje in razpad radioaktivnih materialov v zemeljskem plašču še naprej ustvarjata toploto. Vroče točke, kjer ima površje Zemlje gostejše toplotne žepke, se pojavijo, ko je magma bližje površini in jih običajno zaznamujejo vulkani.
Islandija je odličen primer vroče točke, ki je postavila geotermalne elektrarne za pretvorbo toplote v električno energijo in uporablja daljinsko ogrevanje za ogrevanje vode in prostora v večini zgradb. Geotermalno daljinsko ogrevanje odvzame toploto z mesta vroče točke in razporedi toplo vodo ali paro po izoliranih ceveh do zgradb. Oblika te metode se uporablja že od rimskega cesarstva, ki je uporabljalo geotermalno toploto v svojih zdraviliščih in nekaterih zgradbah.
Da bi bilo geotermalno ogrevanje možno na območjih brez prednosti vroče točke, je treba uporabiti črpalko. Večina krajev na Zemlji vzdržuje temperaturo od petdeset do petindvajset stopinj Fahrenheita (50-54°F, 0-12°C) pod površjem, ne glede na vreme zgoraj. Geotermalna toplotna črpalka uporablja to konstantno temperaturo za ogrevanje in hlajenje prostora in vode v stavbi, običajno v stanovanju.
V zanki pod hišo je postavljena vrsta cevi, skozi katere se črpa ohlajena voda. Ko voda prehaja skozi tla, prevaja toploto, ki se nato ponovno odvzame v toplotni izmenjevalnik pod hišo. Toplota, ki jo izmenjevalec črpa iz vode, in toplota, ki nastane kot stranski produkt dela izmenjevalnika, se uporabljata za ogrevanje hiše. Ko se zanka obrne in se ogreta voda črpa skozi tla, da izgubi toploto v relativno hladnejši zemlji, se lahko sistem uporabi za hlajenje hiše. Geotermalno ogrevanje porabi veliko manj energije kot električno ogrevanje in hlajenje ali toplotna črpalka z zračnim virom.
Geotermalno ogrevanje se praznuje zaradi več okoljskih in finančnih razlogov. Ta način ogrevanja črpa energijo iz obnovljivega vira in ustvarja manj onesnaževanja, ki je običajno za kurjenje fosilnih goriv. S finančnega vidika geotermalni ogrevalni sistemi zahtevajo manj vzdrževanja, trajajo desetletja, dvignejo vrednost stavbe in zmanjšajo stroške, ki običajno nastanejo pri mesečnih računih za olje ali elektriko. Začetna namestitev sistema pa je lahko zelo draga in zahteva ustrezno poznavanje geologije lokacije, tako da podzemna voda ni onesnažena in ne poškoduje celovitost tal. Geotermalne toplotne črpalke potrebujejo tudi električno energijo za delovanje črpalk, kar pogosto zahteva zgorevanje fosilnih goriv in lahko uporabi strupeno hladilno tekočino v vodi, ki teče skozi cevi.