地熱の発生源は地球の中心部。地球内部は 外から順に、固体岩石の地殻、一応固体岩石のマントル、鉄やニッケルを主成分とする溶融金属でできた外核、鉄やニッケルを主成分とする固体金属の内核に分かれている。
地球内部で発生する熱の大半は、天然放射性元素が崩壊する時の熱に由来する。地熱の45から85パーセントは地殻に含まれる元素の放射性崩壊から発生している。
落下した隕石がもともとの地球の構成中に取り込まれるときの衝撃および圧縮の熱。
過剰な重金属（鉄、ニッケル、銅）が地核に沈降していくときに放出される熱。
熱の一部は地磁気が作る電磁気的効果によって生み出されている。
地核で発生している熱量は4?10テラワットの範囲と推定されている。
地熱は常に地球内部の発生源から地表に向かって流れている。 地球全体の熱流量はおよそ45テラワットである。 この熱はマントルを通って地表に達するが、熱の伝達には『マントルの対流』が大きく寄与している。すなわち マントルの最深部で核の外側と接する部分が、核の熱で暖められて3000℃まで温度が上昇し熱膨張により比重が低下する。軽くなったマントルは上昇を始め、地表近くに達し、そこで地殻に熱を与え冷えて（それでも1500℃以上ある）重くなり沈んでゆく。上記でマントルを一応固体岩石と説明したが、数万年単位で見れば、明らかに流体として振舞っている。温度の高いマントルの上昇してくる場所は一定であり、地表では海嶺となっている部分に相当する。またマントルの沈み込む場所は海溝やトラフに相当する
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