是經典地球物理學的一個分支學科。研究內容涵蓋三個方面。一是理論方面，探索地球的熱狀態和熱歷史，包括地球內熱的時空分佈、形成演變、傳輸聚散等，尤其著重研究地球內熱的驅動-誘發機制，即內熱在生成、傳輸、積聚和耗散過程中驅動殼幔物質的構造變形或運動，以及岩石圈深度內不同規模、不同形式構造運動誘發相應的熱效應。由此可見，地熱學是深部地質學，尤其是地球動力學研究的一項重要學科內容。二是應用方面，它將地球視為一個蓄存巨大熱能資源的熱庫，重點研究地熱資源的形成、分佈、富集機制和相應的勘探開發方法及利用途徑等；同時，深部熱作用對礦藏、煤炭，尤其是石油和天然氣的形成、聚集、遷移起著重要的控制和制約作用；另外，當金屬、煤炭等礦產資源進行深層開發時，將面臨礦井內高溫熱害，此時地熱學的研究任務乃是闡明熱害形成的機制及相應的對策。三是實驗方面，包括現場的鑽孔溫度測量、一系列岩石熱物理性質的實驗測定，乃至實驗儀器和裝備的設計和研製等實驗科學。這三個方面分別歸屬理論地熱學，應用地熱學和實驗地熱學三個學科分支的研究內容。