Eine Quelle für den Wärmefluss ist der Wärmetransport aus dem heißen Erdkern und dem Erdmantel, eine andere Quelle ist die Wärmeproduktion durch den Zerfall natürlicher und langlebiger Elemente in den Gesteinen der Erdkruste. Im oberflächennahen Bereich bis etwa 20 m Tiefe beeinflusst auch die Witterung und Sonneneinstrahlung die Temperaturentwicklung. Darunter nimmt der Anteil des geothermischen Wärmeflusses zu, der dann zunehmend die Temperatur des Untergrundes bestimmt.
Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturregime im Untergrund ergeben sich in Abhängigkeit von der Tiefe verschiedene Nutzungsmöglichkeiten für Erdwärme. Der Übergang zur tiefen Geothermie findet per Definition in einer Tiefe von 400 m statt.