Геотермална енергија је једна од најстаријих врста енергије коју користе људи. Археолошки докази сугеришу да се најранија директна употреба геотермалне енергије догодила пре најмање 10.000 година у Северној Америци. Тадашњи домородци су ове изворе енергије сматрали светим просторима и сматрали их местима лечења, верујући да купање у топлој изворској води доприноси излечењу. Други су користили топле изворе из свакодневних разлога, попут кувања хране или бекства од хладне зимске климе.Све ово је привукло људе ка топлим изворима, чинећи их местима окупљања.
Слично, народи античке Грчке и Рима су на топле изворе гледали као на места лечења прожета божанском моћи. Попут аутохтоних народа Северне Америке, Римљани су такође користили геотермалну енергију за практичније примене, као што је грејање простора за зграде. Грчки лекар Хипократ (460–320 п.н.е.) је промовисао здравствене предности топлог купања, док је римски писац Плиније Старији (23–79 н.е.) писао о посебним предностима топлих минералних купки за људе који пате од болести мишића и зглобова. Римљани су градили светилишта на овим топлим изворима. У храму богиње Минерве у Бату археолози су открили 130 оловних плоча на којима су људи записивали молбе боговима.
У Тоскани, Италији, 1818. године француски инжењер Франсоа Жак де Лардерел је први покушао да геотермалну енергију искористи за индустријску намену, за екстракцију борне киселине из топлих извора. Град који је израстао захваљујући индустријској производње борне киселине, Лардерело, такође је био дом првог успешног покушаја производње електричне енергије помоћу геотермалне енергије. Италијански научник Пиеро Гинори Цонти је 1904. године успешно користио геотермалну енергију за напајање малог генератора који је могао да напаја неколико сијалица а већ 1913. Лардерело је постао место пуштања у погон прве светске комерцијалне геотермалне електране. И данас се тамо налази дручга највећа електрана на свету са инсталисаном снагом од 770 MW.
После Другог светског рата, Сједињене Државе су постале велики произвођач геотермалне енергије. Највећи комплекс геотермалне електране на свету су Гејзири, који се налази у планинама Мајакамас северно од Сан Франциска. Отворена 1960. године, локација сада укључује двадесет и две електране које се напајају паром из преко 350 бунара са инсталисаном снагом од чак 1,520 MW.
Италијанска и америчка постројења су била постројења на чисту пару, где су резервоари ниске пропустљивости производили само пару. На Новом Зеланду, међутим, вода високе температуре и високог притиска настаје природно као мешавина која се састоји од 80 процената прегрејане воде и 20 процената паре. Пара која долази директно из земље се одмах користи за производњу енергије и кроз цеви се шаље у парне турбине. Насупрот томе, прегрејана вода из земље се одваја од смеше и догревањем претвара у пару. Већина геотермалних постројења у свету тренутно је овог типа.
До 2015. године више од 80 земаља на свету користило је геотермалну енергију, било директно или у комбинацији са геотермалним пумпама, а лидери су Кина, Турска, Исланд, Јапан, Мађарска и Сједињене Државе. Искориштавањем природне топлоте испод површине земље, геотермална енергија се може користити за директно грејање домова или за производњу електричне енергије.
Загрејана течност из геотермалног извора се извлачи бушењем бунара, понекад дубоких и до 9.100 метара и извлачи се пумпањем или природним артешким током. Вода и пара се затим доводе до електране за производњу електричне енергије или кроз изоловане цевоводе—који могу бити закопани или постављени изнад земље—до објеката у којима ће се оваенергија користити у системима за грејање или хлађење. Да би геотермална енергија могла да се користи за производњу електричне енергије цевоводи за пренос воде и паре су ограничени на 1,6 km дужине како би се смањили губици топлоте. Цевоводи за директну употребу топлоте-грејање могу бити дугачки и до неколико десетина километара са губитком температуре мањим од 2–5 °Ц у зависности од брзине протока. Економски је наијисплативије да се и једни и други објекти налазе у близини геотермалног ресурса како би се минимизирали трошкови изградње. У случају производње електричне енергије, трошкови се могу смањити лоцирањем објекта у близини далековода за пренос електричне енергије.
Иако користи снагу директно испод наших ногу, геотермална енергија се у Србији користи у малој мери у то у главном у бањском туризму за загревање воде и на северу Војводине за загревање пластеника. У последње време су све присутне инсталације које користе топлотне пумпе за климатизацију стамбених и пословних објеката
