Земная кора имеет два источника тепла: от солнца и от распада радиоактивных веществ в своей нижней части на границе с верхней мантией. В недрах же Земли температура увеличивается с глубины от 1300 градусов в верхней мантии до 3700 градусов в центре ядра. Увеличение температуры происходит по адиабатическому закону: оно зависит от сжатия вещества под давлением при невозможности теплообмена с окружающей средой.
В земной коре различают три температурные зоны: переменных температур; постоянных температур; нарастания температур. Изменение температур в зоне переменных температур определяется климатом местности.
По мере углубления в землю влияние сезонных колебаний температур уменьшается и на глубине примерно 15-40 м находится зона постоянной температуры, которая соответствует среднегодовой температуре данной местности.
В пределах третьей зоны температура с глубиной возрастает. Величина нарастания температуры на каждые 100 м называется геотермическим градиентом, а глубина, при которой температура повышается на 1 градус, геотермической ступенью. Закономерное нарастание температуры с глубиной справедливо лишь до некоторой глубины.
Нарастание температуры с глубиной следует учитывать при проектировании сооружений глубокого заложения, при строительстве метрополитенов, при проектируемых хранилищах различного рода промышленных отходов, особенно радиоактивных.