Η λέξη γεωθερμία προέρχεται από δύο ελληνικές ρίζες που σημαίνουν γη και θερμότητα. Με την πρώτη ματιά, μπορεί να φαίνεται οπισθοδρομικό και αντιπαραγωγικό η χρήση της θερμότητας της γης για την ψύξη μιας δομής, αν και αυτή είναι η βάση για τα συστήματα γεωθερμικής ψύξης. Η γεωθερμική ενέργεια εκμεταλλεύεται τις σχετικά σταθερές θερμοκρασίες της γης ή των υπόγειων υδάτων αρκετά πόδια κάτω από την επιφάνεια μιας περιοχής για τη θέρμανση ή την ψύξη μιας κατοικίας ή μιας επιχείρησης. Τα συστήματα γεωθερμικής ψύξης είναι μία από τις πιο φιλικές προς το περιβάλλον ή πράσινες μεθόδους ελέγχου θερμοκρασίας για τα κτίρια.
Η γεωθερμική ενέργεια έχει χρησιμοποιηθεί για αιώνες για σκοπούς θέρμανσης και ψύξης, αλλά η τεχνολογία έπρεπε να προχωρήσει για να την καταστήσει οικονομικά βιώσιμη για καθημερινή εμπορική χρήση. Η πόλη Chaudes-Aigues της Γαλλίας πιστώνεται με το πρώτο ευρείας κλίμακας γεωθερμικό σύστημα θέρμανσης και ψύξης στον κόσμο, έχοντας αξιοποιήσει τα νερά από τις κοντινές ιαματικές πηγές της ξεκινώντας τον 14ο αιώνα. Το 1852, ο Λόρδος Κέλβιν κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την πρώτη αντλία θερμότητας στην Ελβετία και στα μέσα του 20ου αιώνα, ορισμένες γεωγραφικές περιοχές, συνήθως εκείνες γύρω από τεκτονικές πλάκες ή φυσικές θερμές πηγές, άρχισαν να χρησιμοποιούν γεωθερμική ενέργεια σε οικιακές συνθήκες θέρμανσης και ψύξης. Καθώς εφευρίσκεται η νέα τεχνολογία, η χρήση των συστημάτων γεωθερμικής ψύξης γίνεται πιο διαδεδομένη.
Τα συστήματα γεωθερμικής θέρμανσης και ψύξης διατίθενται σε διάφορα μοντέλα, τα οποία λειτουργούν ελαφρώς διαφορετικά. Υπάρχουν εξαρτήματα εσωτερικού και εξωτερικού χώρου σε κάθε μοντέλο, με έναν διαμεσολαβητή ενδιάμεσα. Γενικά, ένα γεωθερμικό σύστημα θέρμανσης και ψύξης θα εξάγει θερμότητα από το έδαφος ή τα υπόγεια ύδατα και θα την κυκλοφορήσει μέσω μιας σειράς σωλήνων, οι οποίοι μπορεί να περιέχουν ή όχι μείγμα νερού και αντιψυκτικού. Το υγρό κυκλοφορεί και ο ηλεκτρισμός εξάγει τη θερμότητα από το σύστημα σωλήνων και την αποθέτει σε εσωτερικούς χώρους εάν ο πρωταρχικός στόχος είναι η θέρμανση ή σε εξωτερικούς χώρους εάν ο πρωταρχικός στόχος είναι η ψύξη της περιοχής.
Υποτίθεται ότι το έδαφος και το νερό περίπου 4 πόδια (1.22 μέτρα) έως 6 μέτρα κάτω από το έδαφος βρίσκονται σε σχεδόν σταθερή θερμοκρασία όλο το χρόνο και η αξιοποίηση αυτής της στατικής θερμοκρασίας θα βοηθήσει στη θέρμανση και την ψύξη ενός σπιτιού πιο αποτελεσματικά . Η Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος των Ηνωμένων Πολιτειών εκτιμά ότι το κόστος που σχετίζεται με τη λειτουργία συστημάτων γεωθερμικής θέρμανσης και ψύξης είναι 1.83 έως 30 τοις εκατό μικρότερο από αυτό του μέσου όρου κατοικίας για θέρμανση και 70 έως 20 τοις εκατό μικρότερο για ψύξη. Τα συστήματα γεωθερμικής ψύξης θεωρούνται βιώσιμος πόρος και σε ορισμένες περιοχές οι εταιρείες ενέργειας παρέχουν εποχιακές εκπτώσεις στους ιδιοκτήτες κατοικιών που τα εγκαθιστούν.
Τα συστήματα γεωθερμικής ψύξης θεωρούνται πιο ενεργειακά αποδοτικά και οικονομικά. Δεδομένου ότι τα συστήματα γεωθερμικής θέρμανσης και ψύξης χρησιμοποιούν φυσικούς πόρους, το κόστος χρήσης είναι γενικά μικρότερο από αυτό των συμβατικών συστημάτων θέρμανσης και ψύξης. Ορισμένα μοντέλα γεωθερμικών συστημάτων ψύξης μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη θέρμανση του νερού, και ορισμένα μοντέλα είναι εξοπλισμένα με αυτόματους θερμοστάτες για να διατηρούν τις θερμοκρασίες σταθερές και άνετες.