多年來，人類對火山(volcanoes)、間歇泉(geysers)、噴氣孔(fumaroles)、溫泉和沸泥池(pools of boiling mud)等感到既新奇又恐懼，而這些景象散佈於世界各地，且大多發生在多地震地帶。地球內部情況全賴間接知識獲得，地球常視由五個同心層所組成，首先，大氣層環繞著地球，然後是地殼(crust)，其後依次為地涵(mantle)、液態地核(liquid core)和內部地核(inner core)。
地熱能主要來自地球內部放射性元素衰變所釋出之能量，和儲存於地核熔岩之大量熱能，其依賴岩石之導熱性或藉助熔岩與水之向上移動而傳導至地球表面。地熱能之數量異常龐大，依粗略估算，地球之總熱含量約有3×1027仟卡。開發技術上，吾人能經濟有效利用者，僅為地殼底下數公里深之熱源。地殼內之地熱能，主要儲存於岩石本身，而少部分則儲存在岩石孔隙(pores)或裂隙(fractures)之水中。地熱能乃一低能量密度之能源，必須經由大量岩石集取，目前，水是地熱能之主要輸送媒介。
地熱能主要來自地球內部放射性元素衰變所釋出之能量，和儲存於地核熔岩之大量熱能，其依賴岩石之導熱性或藉助熔岩與水之向上移動而傳導至地球表面。地熱能之數量異常龐大，依粗略估算，地球之總熱含量約有3×1027仟卡。開發技術上，吾人能經濟有效利用者，僅為地殼底下數公里深之熱源。地殼內之地熱能，主要儲存於岩石本身，而少部分則儲存在岩石孔隙或裂隙之水中。地熱能乃一低能量密度之能源，必須經由大量岩石集取，目前，水是地熱能之主要輸送媒介。
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地熱是儲存在地底下的熱能，由於地球核心部分溫度極高，使地表岩石受熱變成熱岩，遇地下水則變熱蒸汽及熱水。當這些高溫蒸汽或熱水自然地自噴泉噴出或經由人工鑽取使自地熱井噴出時，即為可供利用的地熱。 地熱除了可以發電應用外，還可以直接利用其熱能，供工礦業生產、農漁畜牧養殖、農作物加工以及住宅取暖、觀光及醫療等用途。 |
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利用溫泉、噴泉等地熱來保暖、加熱、沐浴、炊食似乎與人類發展史一樣的久遠。 但是真正重視地熱能源，還是在民國六十幾年能源危機發生以後。能源危機發生後，人類積極尋求新能源，發現除了太陽能、風能、海洋能之外，地熱也是一種極具發展潛力的能源。 地熱蘊藏甚豐、開發成本也算低廉，使用時比火力及核能發電安全及較少污染。 |
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地熱一般是指地層比地﹝溫度以攝氏15℃計﹞溫度較高出的那一部分熱量。 地球外殼甚薄，內部溫度都比地表高，因此地熱蘊藏量可謂極大；每l00年自然釋放的地熱，雖然只是蘊藏地熱的極小部分，卻已經相當於把世界所有燃料都燒光所生的熱量。 從地而起到幾十公里深處，每深100公尺溫度約升高3℃，再深則溫度隨深度的變化較緩，在100公里深處，溫度約1000℃，地心溫度則估計約6000℃。 地熱的形成是由於地心放射性物質蛻變產生輻射熱，以及地殼變動，地層磨擦壓擠而產生。 |
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地球生成，地熱即已存在;不像其他燃料﹝煤、石油等﹞是經過百萬年演變而成，地熱不但蘊藏量大，而且只要地層變動，隨時會有新的地熱出現。 地熱以熱水及熱蒸汽呈現的狀態，較容易使用。當雨本或地下水滲入地下岩漿庫或遇到熱岩時，即可儲存在地下高滲透率或高孔隙率的地層中，遇有地殼裂縫即可噴出；在凸起處稱為「噴氣口」，在低四處則稱為「溫泉」。 地下熱﹝水﹞層的形成非常緩慢，除了要有熱岩岩漿庫為熱源，能滲水的砂層常貯水層，不透水的黏土層充當容器，還得有地下水慢慢的滲入，然後形成高溫高壓的熱水，貯存其間；這種熱水因對流作用，有往地表流動的傾向，因此會形成噴泉等，又因為溶有礦物質，因此往往具有腐蝕性。 地熱排出的熱水和蒸汽中往往含有硫化氫、監類、砷、氟、硼等成分及礦物質會造成空氣及水質的污染。 |
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地熱因其呈現的狀態不同，叉可分成：【1】乾蒸汽；【2】溼蒸汽﹝汽水混合﹞；【3】乾熱岩；【4】高壓熱水四種。 當地下熱水層靠近地表，熱水因壓力減小而蒸發，因此形成乾蒸汽這種地殼分布得較稀少。大部分的情況是地下熱水層流往地面時，因壓力下降，部分蒸發，產生蒸汽熱水的混合物，其中熱水量約占90%，這種溼蒸汽型的地熱占世界地熱90%以上。所謂乾熱岩是指地下約6000公尺深處，溫度約200℃的熱岩層，而熱水層﹝又稱地下熱水庫﹞別溫度約攝氏兩三百度。 上述乾蒸汽型地熱可直接接低壓汽輪機發電，溼蒸汽型地熱則需先經汽水分離等技術再行導往熱機發電，另兩型地熱﹝熱岩及高壓熱水型﹞因距地面太深，其鑽取利用仍在研究階段。 |
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藏有大量地熱，可供開採之處，俗稱地熱田，由地心熱岩漿起，往上是熱結晶岩層，其次是透水岩石再上面就是半透水岩層。 一般人工鑽取地熱，敷設的管路，深達透水岩層，以導出熱水或熱蒸汽，這種裝置稱為地熱井。 |
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雖然地熱偏存於全球，但是就開採之難易以及利用之價值而言，地熱的分布仍然局限於地殼變動較頻繁、較劇烈的地區。 美洲、智利、冰島，義大利、匈牙利、希臘、高加索、紅海灣、衣索比亞、肯亞、烏干達、蘇俄、中國大陸西南地區、日本、臺灣、菲律賓、印尼等地都是地熱分布區。 實用的熱井深度大多在1500公尺以內，噴出蒸汽、熱水、熱鹽水都可能，溫度約200~300℃，熱焓約每公克220~690卡，流量約每小時100~400噸﹝蒸汽量則每小時50噸以下﹞。 實際上世界各地150℃以下的地熱比以上的地熱多，約5與1之比。 |
| 取用的地熱溫度越高，功效就越大，至於所含熱能，則與溫度、壓力、流量成正比。在實際利用時，140℃以上的熱蒸汽常用來發電，或是用於農林漁牧產品的乾燥、及工業製程加熱；100℃以上的蒸汽及熱水則用做建糖、鹽的精煉、製蒸餾水、建材之乾燥，80℃以上的熱水常用做建築物之取暖，農牧漁產的乾燥或解凍；20℃以上的熱水則用於魚類或動植物養殖，溫室及土壤保以及溫水游泳池或家庭使用。地熱發電時採用140~300℃的蒸汽其效率約10~19%。 |
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地熱的探勘方法和煤、石油等之地下資源探勘方法相同，應進行地質調查，地球化學方法及地球物理方法探勘，最後進行鑽井探勘以求得結果。 一般地熱徵兆如溫泉、噴泉等，只表示有地熱，至於地熱的位置，蘊藏量的大小並無法據以估計；由於鑽井施工費用昂貴，也不便輕率鑽探，因此對於地下儲熱層之位置大小深度，必須先用其他探勘方法，預做研判以選定鑽井位置。天然噴出的地熱或鑽井時湧出的地熱，以化學方法分析後，可了解地熱溫度、成分、熱流量、儲熱量以及腐蝕性。 物理方法包括地下溫度探勘、地層電阻探勘、重力探勘、磁力探勘、震波探勘、紅外線探勘等。地層含水多或水溫高的，其測得電阻較低，故電阻探勘可以找出地熱帶，重力探勘和磁力探勘都可以了解地下岩層結構情形，並判斷地熱位置，震波探勘效果更好，唯成本較高，故常待鑽井前才實施。 鑽井中仍需進行各項測試，以了解地下地質及地熱性質及儲熱層之特性，直到完井試汽成功。一般認為鑽井深度不超過2000公尺的地熱層，才較具經濟價值，值得開發利用。 |
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地熱湧出地面時，往往受到滲透地層之阻礙及地下水之冷卻，因此地面上地熱徵兆﹝溫泉等﹞之溫度和流量並不能代表真正的地熱蘊藏。 目前台灣熱探勘發現：大小溫泉有103處，溫度在30~110℃之間，大屯山火山星地區地熱儲量豐富，但含硫且具腐蝕性，宜蘭土場地熱區﹝包括土場、天苦路溫泉﹞所產熱水品質好，不致結垢及腐蝕管路，熱流量每秒約12000大卡；附近之清水溫泉已設立地熱發電廠，五口地熱井每小時共可產生150℃g/cm2之熱水及熱蒸汽混合流體200噸，發電量3MW。 其他地熱徵兆區，溫度超過80℃的溫泉如龜山島、烏來、谷關、關子嶺、春陽、利稻等正在積極進行探勘中。 |
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地熱可以直接利用其熱能，也可以把熱能轉換為電能﹝即地熱發電﹞以便間接應用。 地熱能可以藉熱水、熱空氣運送，並可將之儲存在地下洞穴中﹝科學家正嘗試於適當地點1200公尺地底，以核爆方式來創造儲熱地洞﹞供需要時再用。 |
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由於地熱介質可能是熱水或熱蒸汽，溫度壓力又有很大的差異，因此發電方式隨地熱性質而異。 對於高溫地熱水，常採用「閃化蒸汽處理」，也就是使地熱水因降壓而迅速蒸發，然後導入低氣壓之蒸汽渦輪機，產生動力以發電。發電後的高溫蒸汽，往往先經過冷卻器予以冷凝再排入河川中或打入地下。 高溫而乾的地熱蒸汽可以直接通入汽輪機;潮溼的地熱蒸汽﹝混有熱水﹞則需經過汽水分離裝置，再把乾蒸汽通往汽輪機。如果溼蒸汽中所含熱水之溫度相當高，則仍可經閃化處理再予利用﹝於發尾﹞或用做其他用途。 很多地熱具有腐蝕性或容易使管路中積垢，因此而採行間接式發電，亦即先把地熱能經熱交換器轉移給工作介質﹝例如潔淨的水蒸汽、烷屬烴(Paraffin hydrocabon)類，三甲基甲烷﹞，使其成高壓高溫蒸汽，再輸入高壓汽渦輪機，以產生動力發電。 |
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一般發電﹝傳統發電﹞是指常見之水力、火力和核能發電；比較起來地熱發電之燃料﹝地熱﹞費用最為低廉，但是地熱雖然可以說是免費使用不虞匱乏，其開發鑽取建設投資卻相當龐大，所需成本僅略低於水力發電之建設成本，此外絕大部分地熱能量不夠大，所以發電機組也無法因採用大容量而降低成本，相反的某些地區因地熱蒸汽壓力低，不得不採用較大尺寸的蒸汽輪機。 根據1974年之統計，地熱與一般發電之發電成本比較如表所示。就燃料之供應而言，地熱發電顯然優於火力和核能發電。此外在設備利用方面，火力電廠經常要停機檢修鍋爐輪機管路設備，核能電廠因機組複雜安全性要求高，停機機會更多，因此利用情形也是略遜於地熱發電。 地熱發電和火力核能發電一樣的會破壞自然環境和生態，但是情況較不嚴重，而且危險性較小﹝亦即較安全﹞。 |
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地熱發電後產生的熱水，如果量少則直接排放於附近河川或湖海。如果量多或附近沒有河川湖海可供排放，則應設法注入地下，如此可以避免地熱源之減產或枯竭，兼可防止公害﹝包括熱污染及化學污染﹞。 如果該熱水所含污染性物質少，而且附近又有水庫可以貯存，輸送往水庫供水力發電也很理想。 地熱發電後之熱水還原﹝回送地下﹞的方法是：鑽設還原井。 還原井之套筒設計和井徑大小和地熱井大致相同，距離原生產﹝地熱﹞井不能太近，此外還要考慮地下熱源及地下水源之流向和分布，總之務期以最低成本，最少能源﹝動力﹞，最短管路及井深，把大量熱水還原﹝壓送回地下熱源﹞，並且能不使地熱被冷卻。 |
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西元1777年義大利發現溫泉水中可提煉硼酸做琺瑯，因此開始燃燒木材來蒸餾溫泉水，後來又利用地熱之熱能取代木材，西元1913年開始利用地熱發電﹝250KW﹞。 到民國71年﹝1982﹞底，世界各國地熱發電之總量已經超過2716MW。除了發電以外，對於地熱之熱能更是採取直接利用或間接利用經由熱交換的方式，積極進行多目標的利用。 例如冰島利用地熱做公共場所及建築物之保溫，蔬果的溫室栽培，煉製重水及烘製矽藻土；紐西蘭利用地熱做建築物之供熱及冷氣空調﹝透過熱泵﹞、造紙及其他工業製程加熱；匈牙利做農產品加工乾燥及溫室栽培果菜花卉；日本則用以栽培熱帶植物，養殖鱷魚等以吸引觀光客，我國礁溪等地也有利用溫泉養殖魚鰲、鱷魚的。 義大利是利用地熱發電最早的國家，迄今仍位列前幾名，美國因地大資源豐富科技進步，迄今執世界地熱發電之牛耳，菲律賓由於地熱潛能雄厚，且環境保護問題較不重視，該國計畫於1985年完成地熱發電1700MW，屆時將成為全世界地熱發電最多的國家。 除了地熱發電之外，各國對地熱能源之開發利用，仍均積極從事；無論是轉換效率之提高，能源設備之製作等，均有日新月異之勢。本省地熱徵兆區偏布各地，如能加緊地熱之開發，除可發電外，兼可供農漁畜牧養殖、園藝栽培、菇類栽種、土壤消毒、木材農產物、農舍、食品乾燥、房舍游泳池之熱水，以及製鹽等應用，如此將可減輕對進口能源之依賴。 |