地球是一庞大的热库，内部是热的，而且以各种方式不断向外散热。火山的喷发、温泉的涌出是地球的内热向外散发的表现，然而通过这种途径散发的热量很小，还不到地球每年散热量的1%。

地球内热散发的主要方式是通过岩石向外传导，称为大地热流或热流（ heat flow）。它不能为人们所感觉，但可用仪器测定。根据全球5417个热流测量数据，平均每平方厘米地面上每秒钟约散热1.47HFU（1HFU＝41.87mW/m2），称为平均热流值。按这一平均值计算，全球每年的热流量为8.6×1023J，它相当于燃烧4×10¹⁰t煤所放出的热量。

 地下某深度以上，温度常年不变，此深度称为常温层。在常温层以下，地温深随度增大而增高。深度每增加100m地温增加的度数，称为地热增温率（ geothermal degree）或地温梯度（ geothermal gradient）。各地地温梯度不尽相等，大陆上的大多数地区深度每升高100m温度约升高2-5℃，平均约为3℃，可表示为3℃/100m或30℃/km。

地球内部的温度示意图

（在这个图中，地幔中的地温梯度看起来比岩石圈的要大。这其实是图像比例非线性造成的假象。岩石圈的地温梯度要更大于地幔）

地热的增温现象具有重要意义。如果按3℃/100m的增温率计算，地下25km深处的地温为750℃，地下40km，地温为1200℃。但是随着深度增加，上覆岩石的压力也增加，且压力增速大于地温增速。例如，地壳深度每增加10km，压力就增加2.7×10⁸Pa，这就是说30km深处的压力为8.1×10⁸Pa。而地慢物质的密度较地壳大，其压力增速更快。压力增大起着阻碍岩石熔化的作用。另一方面，到达一定深度后，地热增温率会逐渐减小。原因是地下深处压力大，岩石在高压下其导热能力增强，而且地下深部主要由超基性岩组成，其热导率更高，因而深处的温度分布趋于均匀化。据推算，地热增温率在15km深处为2℃/100m，25km深处减为1.5℃/100m，此后，减小更快。现在认为，地下100km深处的温度为1300℃，幔核界面（深2900km）温度为3700℃，地心温度为4500℃。

地壳表面热流分布

 地球内部的温度除了在垂直方向变化外，在水平方向上也有变化。如山体形成时代较新的地区，因岩石圈板块的碰撞挤压和造山，生成了大量热能，其热流值高达（1.76±0.58）HFU。而古老岩石分布区热流值较低，只有（0.98±0.24）HFU。与此相应，各处地温梯度也有明显差别。热流值高的地方地温梯度高，热流值低的地方则相反。