据科学家推测，一个深度为4000米的酸性岩浆侵入体，如果它的体积为1000立方千米，初始温度为810℃，则要使其中心温度降低到300℃，大约需经过几十万年。可见地热的扩散是非常慢的。也就是说，地热利用是比较稳定的，人们常可见到，一个天然的温泉，经久不息地流出地热水，几百年温度变化也不大。
地热资源的直接利用
从利用地热资源的历史来看，古代已经有利用地热的记录。以我国为例，先秦时期已有用温泉水洗浴治病和灌溉农田的记载，这种作法一直沿袭至今。今天，对地热资源的利用范围已大大扩展了(已不限于温泉)，例如采暖空调、工业烘干、农业温室、水产养殖、旅游疗养等。
由于地热直接利用方便、简捷，热能损失小，因此直接利用地热能是较为合理的。就地热能利用的现状来看，对地热水的利用远远高于地热发电。据联合国的统计，全世界于1989年利用的地热水折合成电功率约为365亿千瓦时。其中，日本利用地热水居首位，达87亿千瓦时；中国达56亿千瓦时，居世界第二位。20世纪90年代，中国的地热水利用总量已超过日本，居世界第一位；以1996年的利用量为例，总量折合标准煤达300万吨。
地热供暖是一种最为简易的办法，比起燃煤采暖来，地热采暖还避免了大气污染。近年来在北京和天津地区采用地热采暖，对节约能源和环境保护都大为有利。1996年，天津利用地热采暖面积已超过300万平方米。在日本、法国、冰岛也都广泛地使用地热采暖和提供生活热水。
由于地热水的温度变化不大，可以看做一种稳定的热源，这在轻纺、食品和造纸行业有较为广泛的用途。这种稳定的热源对保证产品质量是非常有益的，不会因为温度变化过大而损坏产品质量。在酿造业和大型沼气工程中，人们也尝试利用地热水保暖。这种稳定的热源可以控制微生物繁育的速度，提高微生物的产率。
对于温度较低的地热水，或者经过发电、采暖等的地热水可以在农业和水产养殖业发挥作用。例如，进行农业育种、栽培、禽蛋孵化、牲畜过冬、水产养殖等。利用地热水的温室在我国的20个省、市、自治区建立，总面积已超过200万平方米，其中河北省和京津地区超过了一半。在南方的地热温室还用于养甲鱼、鳗以及一些珍贵的水产品。
神奇的羊八井
西藏羊八井地热田闻名世界。在海拔4200米高的谷地上，热水沼泽星罗棋布，热气的喷发遍地可见。许多温泉、热泉和沸泉连成一片。有的喷云吐雾；有的流金溢彩；有的水面滚滚翻腾，发出鼓音般的轰鸣；有的从水底涌出气泡，伴着咝咝响声，犹如低回婉转的琴声……一派诗情画意，妙趣横生。
看到此情此景，人们不得不感叹造化之奇妙！最引人嘱目的是热水湖，湖面面积7300多平方米，相当于12个篮球场那么大，最深处达16米，水温常常有46℃-57℃，热气腾腾的使人睁不开眼睛。在阳光照射下，湖面烟雾缭绕，云蒸霞蔚，景色十分壮观。在湖的东南角有一个出水口，每天流走的热水就有3000吨！羊八井谷地的西南，一条清澈见底的小溪淙淙流淌，注入藏布曲河。坐落在它周围的几处沸泉，温度都超过当地的沸点。其中一处沸泉直径1.5米左右，水深约1米，温度竟达92℃。有人在这里做过实验，将生鸡蛋扔进沸泉，不多时候便被煮熟了。这是一处碱性泉，能把油渍斑斑的衣服洗得干干净净。奇怪的是，离此泉不远的地方，还有个水深4米多的酸性沸泉，水温达91℃，乳白色的水终日在不停翻滚。
羊八井地区的地热异常显示在我国是罕见的。那里的热水和蒸汽，日日夜夜挟带着巨大的热量涌出地面。这种热量每秒已经超过42万千焦，相当于每年燃烧45万吨标准煤。地热田的开发，确实有着广阔的前景。
“水深火热”话冰岛
来自北冰洋冰川的寒风在冰岛吹过，即使在6月，冰雪也堆积如山，但旅游者仍然兴高采烈，因为岛上的小木屋里温暖如春，天然游泳池中热气腾腾。冰岛人用的暖气和热水的热能取自冰雪层下的火山熔岩。地热是冰岛人生活的“宝贝”。冰岛是富地热资源的国家。它地处北极圈附近，尽管气候寒冷，但地下却蕴藏着巨大热能。冰岛的岩流几乎占全球岩流的1/3。据统计，冰岛拥有温泉、热泉、汽泉、间歇泉达1500多个。
冰岛的地热资源非常丰富，这有其地质成因。距今6000万年前，北大西洋向北延伸并展宽，洋底的裂谷于5000多万年前伸进北冰洋底，把格陵兰岛与欧洲的联系隔断，冰岛则是在1500万年前由海底玄武岩喷发而成的。作为大西洋中脊上的一个岩浆喷发热点，冰岛的火山活动至今仍很活跃。在冰岛10多万平方千米的国土上，有30座活火山，平均每5年就有一次较大规模的火山爆发。冰岛1/9的国土被喷出的火山熔岩所覆盖，境内地震频繁，温泉处处，真可谓是一片“水热火深”的土地。
“万谷烟”中万道“烟”
温泉，这对我们来说并不陌生，它和地震，火山一样，是一种自然现象。
它遍布全球，和火山、地震的分布大致相同。在阿拉斯加半岛的卡特迈火山区，有个叫“万谷烟”的地方，在24平方千米的范围内，竟有数万个天然的热水和蒸汽喷孔。堪察加半岛有一处火山区，那里有一条不太长的峡谷，居然分布着100多个大大小小的间歇喷泉，东边冲天而起的高大水柱刚刚平息，“呼”的一声，西边又一柱蒸汽热流呼啸着冲天而起，最大的水柱可高三四十米。最大蒸汽汽柱竟高达300余米，气势磅礴，颇为壮观。
蔚为壮观的水热爆炸
西藏阿里地区的东南面，介于喜马拉雅山和冈底斯山之间，有一片起伏舒缓的高原盆地，盆地中心有一对东西并列着的大湖，玛法木错居东，兰戛错靠西，它们像两颗光芒四射的蓝宝石，镶嵌在阿里高原上。这里的山山水水美不胜收，更吸引人的是在玛法木错东南湖滨有一种特别罕见的水热活动现象——水热爆炸。
水热爆炸是一种非常猛烈的水热活动现象，到目前为止，世界上也只有少数国家报道过。水热爆炸发生时音响很大。汽水混合物掀开地面冲上天空，爆炸后地表留下一个漏斗状的爆炸穴，汽水流挟带的泥沙石块堆积在穴口外围，形成一圈环形垣体，穴底通常有一条细长的“喉管”，经常不断地涌水翻砂。当地有一次水热爆炸，发出了震天的巨响，牛羊全都吓得四散惊逃，只见烟雾弥漫，一股巨大的灰黑色烟柱冲上天空，直达八九百米的高度，最后变成一团黑云飘走，从爆炸口区抛出来的石块，有平锅那么大，一直打到大约1千米以外的河对岸。有人认为水热爆炸属于火山活动范畴，这是因为这些水热爆炸多半发生在现代火山区，但在西藏高原的水热爆炸活动和现代火山没有什么联系，它是一种受到岩浆加热的浅层热储中的地热流体，在特定的条件下骤然发生爆炸的现象。导致地热流体爆炸的原因很多，比如地表的排泄通道受到阻塞，热量积存升温等。
地热水供暖
直接用地热采暖、供热是最经济、最简单、最有效的方法。其中尤以极为寒冷的冰岛开发最快。冰岛首都雷克雅未克市自从1928年建成了世界上第一个供热系统后，现已每小时能从地下抽出740吨以上80℃的热水，供全市11.5万居民使用。
由于采用地热取暖，大大减少了矿物燃料的燃烧，雷克雅未克成了世界上最清洁的城市之一。
在法国，也有数十万套住房用上了地热采暖。新西兰拉托鲁阿市的国际饭店配备了一套冷、热风空调器，能源取自温度为150℃的地热井，客房里24小时供暖、供冷、供水，使用十分方便。
近年来，我国的地热采暖工作已有较大发展。据统计，1991年全国地热采暖面积达190万平方米，其中天津占130万平方米，北京为31万平方米。
天津的塘沽地区，地热集中供暖水平最高，供暖面积达80余万平方米，每年节约煤炭3.2万吨，减少排放烟尘1276吨，二氧化硫830吨，氮氧化物290吨，在很大程度上改善了环境。
地热水烘物
利用地热烘物有很多优越性：温度恒定、容易控制；烘干的产品没有异味，绝对不会烘焦；烘干的效率高。平时，人们利用太阳将稻谷晒干通常需要2-3天，而利用地热烘稻谷，在60℃-70℃的条件下，10小时就足够了，而且不需要燃料、电力和复杂的机械设备。
冰岛的农民是利用地热水加热空气来烘干谷草的。在冰岛的北部，更有一家工厂，挖取干湖床中的硅藻土，利用热蒸汽烘干以后，供过滤、绝缘以及其他工业之用。
地热水养殖
近年来，罗非鱼、罗氏沼虾等原先生活在热带地区的鱼虾纷纷引入我国，在这种情况下利用地热水养鱼就显得更加重要。
利用地热水养鱼，好处很多：可节约能源，保证热带性鱼类安全越冬；鱼类产卵繁殖也可提前2-3个月；由于水温恒定，鱼类一年四季都可生长，延长了鱼类生长期，十分有利于鱼类育种繁殖。
湖南省水产研究所从外地引进罗非鱼，并让大庸县罗非鱼渔场利用地热水放养，次年3月就繁殖出鱼苗，比往年提前了2个多月。湖北省英山县地热试验站与长江水产研究所等单位合作，利用地热水开展罗非鱼性反转、杂交等试验，已育成一种XY型全雄性新品种，生长速率比亲鱼快40％以上。
还有不少地方利用地热水养殖罗氏沼虾、鳗鲡、地鳖虫、石鸡等，这种特殊的养殖方法都显示出美好的前景。
地热水种田
农业应用是地热利用的重要方面。据报道，世界直接利用地热总量的79％供用于农业。仅匈牙利就建有地热温室170万平方米。利用地热水培育、繁殖农作物良种，不仅可节省人力、物力，降低育种成本，而且可加快繁殖速度。湖南省农科院在宁乡灰汤温泉，建成了330平方米地热温室，代替原有烧煤的220平方米温室，每年可节煤1398吨。育出的高产稻杂交新品种，已推广到全国，并被世界上许多国家引进。湖北、辽宁等省，利用地热水种植与繁育蔬菜、瓜果，如番茹、黄瓜、辣椒、西瓜等，也收到良好效果。用地热水繁育良种虽然仅仅开始，但已经显示出强大的生命力。
地热水，水到病除
地热水一般都含有一些特殊的化学元素。如碳酸泉水可平衡人体酸碱度，饮用铁泉水可治疗缺铁性贫血，用氢泉、硫水泉洗浴可治神经衰弱、关节炎、皮肤病等。
利用地热水治病疗养，在我国已有悠久的历史。目前由国家建立的温泉疗养院约有100多处，如四川重庆、陕西临潼、湖南灰汤、江西庐山、广东从化、辽宁兴城、北京小汤山等。根据温泉的温热作用、化学作用和机械物理作用，按不同的疾病、病情、疗程和体质，可以选择不同温度的地热水进行全身浸疗或半身浸疗，有些还可以采用饮疗，都能取得一定的治疗效果。
特别是对关节炎、皮肤病、类风湿症、早期心血管等疾病，疗效都很好。
最近发现的东北黑龙江地区五大连池的地热水，对许多疾病都有神奇医疗效果，它吸引了大批患者前往，被称为圣水神泉。
在日本，已有1500多个温泉疗养所，每年有1亿人到这些疗养所休养。
地热发电
利用地热发电是十分经济的，而且就具潜力。最早尝试利用地热能发电的是意大利人，他们于1904年在拉德瑞罗城建成一个试验装置。这是利用地热蒸气发电的电站，发电功率为550瓦。由于技术条件的限制，效率很低，从经济上讲是不合算的。此后，利用地热能发电的技术发展极为缓慢，直到1960年，建立地热电站的国家只有意大利、日本和新西兰。到20世纪90年代，建立地热电站的国家已超过20个，总装机容量达6800兆瓦。其中美国的装机容量达2800兆瓦(1995年)，为世界第一；菲律宾的装机容量达1230兆瓦，为世界第二。意大利的装机容量也超过了360兆瓦，排名第四。
中国利用地热能发电是从20世纪70年代开始的，到1996年，全国地热电站的总装机容量为32兆瓦(其中台湾为3兆瓦)。我国地热电站建设中，西藏羊八井地热电站最为有名，它的总装机容量为25兆瓦。
地热发电技术是一种新技术，但它的原理并不复杂，与火力发电相似。但开发地下热水和蒸汽则涉及地质学、地球物理学、地球化学、钻探技术、材料科学和发电工程等学科，是一个综合性很强的技术学科。
利用地热发电，它的发电成本较低，大约只有火力发电的一半、水力发电的三分之二。除了初期投资较大之外，运行起来之后，管理费用是比较低的，与水力发电差不多。此外，它几乎是无污染的。
地热发电过程往往与地热能的表现形式有关。地热能的形式有3种，即地热水、热干岩石和地热蒸汽。其中地热蒸汽包括干蒸汽和水汽相混的湿蒸汽。热蒸汽是最好的，可以将这种蒸汽的腐蚀物质除去，而后即可直接用于发电。热水不能直接发电，需要使之变为蒸汽，再用于发电。