Par des mesures effectuées grâce à des thermomètres électroniques descendus dans des puits de forage, on évalue la température des roches à différentes profondeurs. On constate ainsi que la température augmente régulièrement lorsqu'on s'enfonce à l'intérieur du globe : c'est le gradient géothermique. Sa valeur est variable selon les régions, mais sa moyenne avoisine les 3°C tous les 100 mètres (près de la surface).

La conductivité thermique des roches est une propriété caractérisant la facilité avec laquelle une roche transmet la chaleur. Elle est déterminée en laboratoire.

On définit alors le flux thermique qui est le produit du gradient géothermique local par la conductivité thermique de la roche. Ce flux géothermique exprimé en W/m2 (J/m2/s) représente donc un débit d'énergie, c'est à dire une puissance.

Sa valeur moyenne est est de 0,06 W/m2.