Mit der Tiefe nimmt die Temperatur des Untergrundes um etwa 3 °C je 100 Meter zu. Ab einer Tiefe von 400 m und einer Temperatur von über 20 °C spricht man von tiefer Geothermie.

Die Nutzbarmachung von tiefer Geothermie ist im Vergleich zur Erschliessung der untiefen Erdwärme wesentlich aufwendiger und damit kostenintensiver. Zusätzlich ist sie auch mit Risiken behaftet (Fündigkeit, induzierte Seismizität). Das Potenzial der Geothermienutzung nimmt jedoch mit wachsender Tiefe signifikant zu. Die Gewinnung von tiefer Erdwärme kann entweder über «hydrothermale Systeme» oder über «petrothermale Systeme» erfolgen.

Gesuche für Tiefbohrungen zur Nutzung von tiefer Geothermie werden in einem separaten Verfahren gestützt auf eine umfassende Risikoanalyse geprüft. Konzessionen können nur erteilt werden, wenn allfällige Risiken für die Umwelt und Dritte tragbar sind. Für Grossanlagen mit einer thermischen Leistung von mehr als 5 MW ist zudem eine Umweltverträglichkeitsprüfung erforderlich. Es wird empfohlen, Vorhaben der tiefen Geothermie frühzeitig gestützt auf erste Projektskizzen mit dem AWEL, Abteilung Gewässerschutz, zu erörtern (Voranfrage).