انرژی گرمایی ذخیره شده در زیر سطح زمین را انرژی زمین گرمایی می گویند. این انرژی حاصل از گرمای سنگ های داغ اعماق زمین است که در نواحی آتشفشانی وجود دارد.
انرژی زمین گرمایی از معدود انرژی های می باشد که منبع اصلی تشکیل دهنده ی آن ها خورشید نیست. مهم ترین نشانه ی وجود انرژی زمین گرمایی، وجود چشمه های آب گرم و آب های داغ در حال فوران (آب فشان) در برخی از نقاط کره زمین است.
برای بهره برداری از انرژی زمین گرمایی معمولا چاهی به عمق ۴ تا ۶ کیلومتر حفر می کنند. سپس آب با فشار زیاد به داخل چاه پمپ می شود و با ترکاندن سنگ های اطراف حفره ای با مساحت زیاد به وجود می آید. برای دسترسی به این حفره، چاه دیگری ایجاد می شود . آب تزریق شده پس از رسیدن تا دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد یا کمی بیشتر، به شکل آب یا بخار داغ پر فشار از چاه دوم بالا می آید و با به کار انداختن توربین، انرژی الکتریکی تولید می کند، سپس دوباره از طریق چاه اول وارد حفره می شود و چرخه ای بسته به وجود می آورد. انرژی زمین گرمایی افزون بر تولید انرژی الکتریکی، کاربرد های دیگری از قبیل گرمایش ساختمان ها، فعالیت های صنعتی و ایجاد مراکز گردشگری برای بهره مندی از خواص درمانی آب گرم درون زمین دارد.
با توجه به قرار گرفتن بخش نسبتا بزرگی از ایران در یک کمربند آتشفشانی امکان بهره برداری از این انرژی در برخی از نواحی ایران توان استفاده از انرژی زمین گرمایی وجود دارد. مطالعه و اجرای نخستین نیروگاه زمین گرمایی ایران در استان اردبیل و در دامنه ی کوه سبلان به اواسط دهه هفتاد بر می گردد.