A temperatura aumenta cerca de 3 °C a cada 100 metros de profundidade na crosta terrestre devido ao calor interno do planeta.

O gradiente geotérmico médio na crosta terrestre é de aproximadamente 25 °C a 30 °C por quilômetro de profundidade. Esse aumento de temperatura é impulsionado por duas fontes principais: o calor residual da formação do planeta, ocorrida há cerca de 4,5 bilhões de anos, e a decaimento radioativo de elementos como urânio-238, tório-232 e potássio-40 localizados no manto e na crosta.Estudos geológicos indicam que o núcleo externo da Terra atinge temperaturas extremas entre 4.000 °C e 6.000 °C. Esse calor extremo é transferido para as camadas superiores principalmente por condução térmica nas rochas sólidas e por convecção no manto terrestre. Em locais com atividades tectônicas intensas ou crosta mais fina, esse gradiente pode ser muito mais elevado do que a média global.Um exemplo notável é a Mina de Ouro Mponeng, na África do Sul, que é a mais profunda do mundo, atingindo cerca de 4 quilômetros abaixo da superfície. Nessas profundezas, a temperatura da rocha virgem pode chegar a 66 °C, exigindo que a mineradora AngloGold Ashanti utilize sistemas de resfriamento que bombeiam gelo e lama gelada para manter o ambiente suportável para os mineiros.A medição precisa desses gradientes é fundamental para a exploração de petróleo, gás e para a implementação de usinas de energia geotérmica. Países como a Islândia aproveitam esse calor natural de forma eficiente, utilizando o vapor gerado pelo gradiente elevado em zonas vulcânicas para produzir eletricidade e aquecimento residencial para quase toda a sua população.