地球本身就是一座巨大的天然储热库。所谓地热能就是地球内部蕴藏的热能。有关地球内部的知识是从地球表面的直接观察及钻井的岩样和火山喷发、地震等资料推断而得到的。
根据现在的认识，地球的构成是这样的：地球是一个巨大的实心椭球体，表面积约为5.1×107平方千米，体积约为1.0833×1012立方千米，赤道半径为6378千米，极半径为6357千米。
地球的构造好像是一只半熟的鸡蛋，主要分为三层，在约2800千米厚、温度在1000°C的铁-镁硅酸盐地幔上有一薄层（厚约30千米）铝-硅酸盐地壳，它的厚度各处不一，介于10～70千米之间，陆地上平均为30～40千米，高山底下可达60～70千米，海底下仅为10千米左右；地幔下面是液态铁-镍地核，其内还含有一个固态的内核，温度在2000℃～5000℃之间，外核深2900～5100千米，内核深5100千米以下至地心。在6～70千米厚的表层地壳和地幔之间有个分界面，通常称之为莫霍不连续面。莫霍界面会反射地震波。从地表到深100～200千米为刚性较大的岩石圈。
由于地球内圈和外圈之间存在较大的温度梯度，所以其间有黏性物质不断循环。地球内部各区段情况如下表所示。
地球内部各区段情况
区段状态结合带深度\[千米\]温度\[°C\]密度\[克/毫米3\]成分区段地壳00～50
刚性板块10～202.7钠、钾、铝硅酸盐莫霍6～70500～1000
30铁、钙、镁、铝硅酸盐
岩石圈
地幔
固态
固相线100～2001200
黏性物质3.6～4.4铁、镁硅酸盐
固相线7001900
刚性地幔地幔
固相线280037004.5～5.5铁、镁、硅酸盐和/或氧化物软流圈地幔地核
液态
固相线5500430010～12铁、镍
固态
中心63404500铁、镍地核
大洋壳层厚约6～10千米，由玄武岩构成，大洋壳层会延伸到大陆壳层下面。大陆壳层则是由密度较小的钠钾铝—硅酸盐的花岗石组成，典型厚度约为35千米，但是在造山地带其厚度可能达70千米。
地壳好像一个“筏”放在刚性岩石图上，岩石围又漂浮在截性物质构成的软流圈上。由于软流圈中的对流作用，会使大陆壳“筏”向各个方向移动，从而会导致某一大陆板块与其他大陆板块或大洋板块碰撞或分离。它们就是造成火山喷发、造山运动、地震等地质活动的原因。地幔中的对流把热能从地球内部传到近地壳的表面地区，在那里热能可能绝热储存达百万年之久。虽然这里储热区的深度已大大超过了目前钻探技术所能达到的深度，但由于地壳表层中含有游离水，这些水有可能将热储区的热能带到地表附近，或穿出地面而形成温泉，特别在所谓地质活动区更是如此。