On distingue trois types de géothermie : * la géothermie peu profonde et basse température, * la géothermie profonde à haute température. * la géothermie très profonde à très haute température. Ces trois types de géothermie prélèvent la chaleur contenue dans le sol. L'énergie géothermique est exploitée dans des réseaux de chauffage et d'eau chaude depuis des milliers d'années en Chine, dans la Rome antique et dans le bassin méditerranéen. L'augmentation des prix de l'énergie et le besoin d'émettre moins de gaz à effet de serre la rendent plus attrayante. En 2007, en France le BRGM a avec l'ADEME, créé un Département Géothermie pour la promouvoir, après s'être associé à différents programmes de recherche, de travaux de service public. Deux de ses filiales CFG Services (services et ingénierie spécialisée) et Géothermie Bouillante (qui exploite la centrale électrique de Bouillante en Guadeloupe) sont impliquées dans la géothermie.

Une pompe à chaleur est un dispositif thermodynamique permettant de transférer la chaleur du milieu le plus froid (et donc le refroidir encore) vers le milieu le plus chaud (et donc de le chauffer), alors que spontanément la chaleur se diffuse du plus chaud vers le plus froid jusqu'à l'égalité des températures. Le réfrigérateur est le système de pompe à chaleur le plus connu. Le climatiseur est un autre système de pompe à chaleur courant. Les pompes à chaleurs des climatisations sont parfois réversibles contrairement aux réfrigérateurs. La sueur est une PAC rafraîchissante naturelle. Mais le terme de « pompe à chaleur » (PAC) s'est surtout diffusé pour désigner la pompe à chaleur géothermique ou la pompe à chaleur air-eau, système de chauffage domestique popularisé en France suite au premier choc pétrolier en 1973. Dans certains pays dont la France, des incitations fiscales soutiennent la diffusion de certains modèles de pompe à chaleur air-eau. Ces systèmes regagnent en popularité depuis l'an 2000, notamment en raison de l'augmentation du prix du pétrole et de préoccupations écologiques.

Le principe de fonctionnement d'une PAC est identique à celui d'un réfrigérateur. Alors qu'un réfrigérateur évacue ses calories pour rafraîchir son atmosphère intérieure, la pompe à chaleur va chercher les calories de l’air extérieur pour les injecter à l’intérieur de la maison. Car l’air, même froid, contient des calories.