Le gradient géothermique, c'est tout simplement l'augmentation de la température du sol au fur et à mesure qu'on s'éloigne de la surface. Pour vous donner un exemple, le gradient géothermique en France augmente d'environ 1 °C tous les 33 m ou de 20 à 30 °C par kilomètres de profondeur. En effet, la plus grande partie de la chaleur de la terre provient du noyau et est également produite à l'intérieur du manteau terrestre, dans lequel la désintégration de l'uranium, du thorium et du potassium produit de l'énergie nucléaire radioactive.
Pour vraiment bénéficier de l'augmentation des gradients géothermiques dans l'usage du chauffage à des fins domestiques ou industrielles, il faut généralement des conditions favorables lors desquelles de très grandes masses d'eau seront plus chaudes que la moyenne parce qu'étant en contact avec une source de chaleur résiduelle (par exemple volcanique), comme c'est le cas en Islande (87 % des habitants utilisent la chaleur géothermique) ou en Nouvelle-Zélande. Dans ce cas précis, le gradient géothermique peut être utilisé pour le chauffage d'immeuble, avec ou sans pompe à chaleur, car la température de l'eau est souvent assez chaude pour ne pas avoir besoin qu'on élève sa température pour suffire aux besoins en chauffage.
Dans ces régions, la température du sol peut atteindre plusieurs centaines de degrés à de faibles profondeurs. Ces régions sont caractérisées par la présence de geysers comme on en retrouve aux États-Unis ou encore au Kenya en Afrique, où des centrales géothermiques ont été construites pour bénéficier pleinement du gradient géothermique important de ces sources de chaleur gratuites et inépuisables.
