Ο γεωθερμικός κλιματισμός, δηλαδή η θέρμανση και η ψύξη χώρων άρχισε να αναπτύσσεται σιγά σιγά με την εμφάνιση και διάδοση των γεωθερμικών αντλιών θερμότητας. Η λειτουργία αυτών των αντλιών στηρίζεται στο φυσικό γεγονός ότι η θερμοκρασία κάτω από την επιφάνεια του  εδάφους, παραμένει σχεδόν σταθερή, για παράδειγμα, στα 15 μέτρα κάτω από την επιφάνεια είναι γύρω στους 18ºC,  καθ' όλη τη διάρκεια του χρόνου.  Η θερμοκρασία αυτή είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος τον χειμώνα και πολύ χαμηλότερη το καλοκαίρι ενώ παράλληλα είναι ιδανική για εσωτερικούς χώρους.  Οι αντλίες θερμότητας απορροφούν από το υπέδαφος τον χειμώνα την αναγκαία για τη θέρμανσή μας θερμική ενέργεια  και την προσδίδουν στο εσωτερικό ενός κτιρίου, ενώ το καλοκαίρι αποβάλλουν προς το υπέδαφος το πλεόνασμα της θερμικής ενέργειας.

Η χρήση θερμικής ή ψυκτικής ενέργειας που παράγεται από μια γεωθερμική αντλία θερμότητας είναι δυνατόν να υποκαταστήσει το πετρέλαιο αλλά και το φυσικό αέριο για τη θέρμανση ενός σπιτιού