Wykorzystanie energii geotermalnej, wykorzystującej naturalną energię geotermalną Ziemi, było częścią ludzkiej egzystencji od wieków, z udokumentowanymi przykładami wykorzystania energii geotermalnej sięgającymi czasów greckich i rzymskich oraz obserwowanymi w starożytnych Chinach i Egipcie. Istnieje wiele sposobów wykorzystania tej energii i wzbudziła duże zainteresowanie zwolenników alternatywnych źródeł energii na początku XXI wieku, gdy ludzie i rządy poszukiwali źródeł energii odnawialnej.
Najczęstszym wykorzystaniem energii geotermalnej jest bezpośrednie wykorzystanie, w którym podgrzana woda i para z wnętrza Ziemi są wykorzystywane do ogrzewania, gotowania i kąpieli. Użycie bezpośrednie jest również najstarszym zastosowaniem; na przykład Grecy i Rzymianie używali źródeł geotermalnych do kąpieli, a także przywiązywali wierzenia o właściwościach leczniczych do złóż naturalnie podgrzanej wody. To zastosowanie można zaobserwować w ponad 70 krajach na całym świecie, a jest to szczególnie powszechne w regionach aktywnych geologicznie, takich jak Islandia, gdzie dostępna jest wystarczająca ilość energii geotermalnej.
Inną formę wykorzystania energii geotermalnej można znaleźć w elektrowniach geotermalnych, które wykorzystują energię geotermalną do wytwarzania energii elektrycznej. Zaletą takich obiektów jest to, że mogą generować energię w odległej lokalizacji i przesyłać ją gdzie indziej, umożliwiając ludziom w regionach bez źródeł energii geotermalnej korzystanie z energii geotermalnej. Wskaźniki sprawności elektrowni geotermalnych mogą być bardzo wysokie, w zależności od wykorzystywanej technologii, stanu ich utrzymania i miejsca przesyłania energii.
Istnieje dodatkowa opcja wykorzystania energii geotermalnej, znana jako pompa ciepła. W przypadku pompy ciepła energia geotermalna jest wykorzystywana do pompowania ciepła do budynków zimą i do odprowadzania ciepła z budynków latem. Ta technika zapewnia kontrolę klimatu, często przy bardzo niskich kosztach. Opiera się na naturalnym cieple Ziemi przy powierzchni i nie wymaga dostępu do głębokich złóż geotermalnych. To wykorzystanie energii geotermalnej może być znane jako geowymiana, aby ludzie nie mylili jej z głębokimi złożami energii geotermalnej wykorzystywanych w elektrowniach geotermalnych i systemach bezpośredniego wykorzystania.
Ten rodzaj alternatywnej energii ma zarówno zalety, jak i wady, podobnie jak każdy rodzaj energii wykorzystywanej przez ludzi do ogrzewania, paliwa pojazdów, gotowania, wytwarzania energii elektrycznej i wykonywania innych zadań. Wielu zwolenników alternatywnej energii zasugerowało, że rozwiązanie problemów energetycznych prawdopodobnie leży w szczęśliwym środku, gdzie ludzie łączą źródła energii i technologie w celu zaspokojenia swoich potrzeb, zamiast polegać na jednej technologii.