A geotermikus energia hőjének felhasználását a kitermelt termálvíz hőmérsékletén kívül elméletileg csak a fantázia, gyakorlatilag pedig a gazdaságosság korlátozhatja. Azaz bármilyen területen, ahol olyan hőmérsékletszintű hőenergiára van szükség, amit a geotermikus hőforrás hőmérséklete meghalad, elvi akadálya nincs a földhő hasznosításának. Ennek megfelelően a geotermikus hőenergia felhasználása igen sokrétű, amiből néhány különösen jellemzőt az alábbiakban részletesebben is ismertetünk.
Kommunális fűtés
Általában lakások és közintézmények fűtését jelenti. Leggyakoribb megoldási módja az, hogy távfűtési rendszerek hőtermelő egységeiben (kazánházakban, fűtőművekben) a fűtési visszatérő víz fölmelegítését végzi a termálvíz egy központi hőcserélőn keresztül. A termál rendszer és a távhőszolgáltató rendszer egymástól jól elválik, kapcsolódási pontjuk a központi hőcsere (1. ábra)

Jellemző, hogy a fűtési hőteljesítmény-igénynek csak egy részét képes a geotermikus energia biztosítani, a többit csúcskazánokkal kell betáplálni.
Gyakori eset, hogy – távfűtési rendszer híján – a termálvizet vezetik el a fogyasztókhoz, és azok kazánházaiba telepített hőcserélőkkel adják át a geotermikus energiát az egyes fűtési rendszereknek. A távvezetékes hőszállítás és elosztás, valamint a hőcserélős hőátadás a geotermikus rendszer szerves részének számít. A hőfogyasztó nincs kiszolgáltatva egy szükségszerűen monopolisztikus távhőszolgáltatásnak, hanem szabadon dönthet, hogy a kétfajta hőtermelés, a kazános és a termál hőcserélős közül melyiket veszi igénybe. E lényeges különbözősége miatt az ilyen rendszereket érdemes saját elnevezéssel ellátni, pl. települési geotermikus hálózatoknak (2. ábra).

Használati melegvíz készítés, szolgáltatás
A fűtéshez hasonlóan lehet használati melegvizet előállítani hőcserélő segítségével a hálózati ivóvízből. Megfelelő tervezés esetén a „hmv-készítés” igen jó hatásfokkal képes a termálvizet lehűteni. Ehhez a fogyasztási csúcsok kiegyenlítését, és a cirkulációs hőveszteség pótlási módját kell jól megválasztani.
Minőségétől függően a termálvíz akár közvetlenül is felhasználható használati melegvízként. Ebben az esetben a víz kezeléséről is gondoskodni kell, pl. gáztalanítani, vastalanítani, stb.
Növényházak, fóliasátrak fűtése
Magyarországon hagyományosan és változatlanul ez a geotermikus energia legelterjedtebb hasznosítási módja. A hazánkban az 1960-70-es években alkalmazott technológiát, mely szerint a termálvizet közvetlenül vezették be a növényházak fűtési rendszereibe, az utóbbi 15-20 évben kezdi fölváltani a közvetett, azaz hőcserélős hasznosítási mód. Gyakori, hogy a termálvíz energiáját először konvekciósan veszik le, majd utána vegetációs vagy talajfűtést alakítanak ki. Használnak kaloriferes légtérfűtést is.
A növényházak és fóliasátrak fűtésével a termálvíz energiája általában jobban hasznosul, mint a kommunális fűtésnél. Különösen igaz ez a legújabb termesztési technológiát használó korszerű növényházaknál, ahol az elfolyó termálvíz hőmérséklete már a leghidegebb külső hőmérséklet esetén sem haladja meg a 30-35°C-ot. Számos esetben előfordul, hogy a magasabb hőigényű kultúrákat (paradicsom, paprika, uborka) kiszolgáló növényházak fűtéséről lekerülő termálvizet alacsony hőmérsékletet tűrő növények (szamóca, retek, fejes saláta) termesztésére használják tovább, még inkább kihasználva a geotermikus energiát. Ez azonban időnként termesztési kockázattal is jár.
Terményszárítás
Alkalmazott gyakorlat (Magyarországon is) a különböző gabonafélék, a napraforgó és a kukorica nedvességtartalmának csökkentése szárítótoronnyal, de létezik az alacsonyabb hőmérsékletet igénylő paprikaszárítás és a gyümölcsaszalás is.
Baromfinevelés, temperált vizű haltenyésztés
A geotermikus energia előnye a többi megújuló energiafajtához képest ezeken a területeken a pontos hőmérsékletszabályozás lehetősége, ami a tenyésztési technológiák szerves része.
Abszorpciós hűtés
Hőhasznosításnak számít a hidegenergia-előállítás hőenergiából, ami a különböző szorpciós gépekkel valósítható meg. Egyik előnye az ilyen célú hasznosításnak, hogy a kiépített geotermikus infrastruktúrát a fűtési idények kívül is lehet használni, ami növelheti a gazdaságosságot. A legismertebb és legáltalánosabban használt szorpciós gép az abszorpciós elven működő hűtőgép (3. ábra). Mivel – a villamosenergiatermeléshez hasonlóan – ez is alapvetően két hőtartály között megvalósuló körfolyamat, ahol az egyik hőtartály a környezet, a megfelelő hűtési minőséghez minél magasabb hőmérsékletű termálvízre van szükség. Habár újabban léteznek olyan közegpárok, amivel a körfolyamat már 100°C alatt is beindítható, ezek hatásfoka szükségszerűen alacsony. Részben ezért, részben pedig a berendezés drágasága miatt ez a hasznosítási mód nem igen terjedt el.
A termálvíz fokozottabb lehűtésére alkalmas lehet az abszorpciós hőszivattyú, amelynek működési elve megegyezik a hűtőgépével. A gazdaságosság növelése érdekében fűtőközegként érdemes kazánban előállított kisnyomású (telített) gőzt használni, illetve alacsony hőmérsékleti transzformációt megcélozni.

Hőfogyasztók soros kapcsolása
A különböző hőmérsékletszinteken hőenergiát használó fogyasztók termálvíz oldalon természetesen sorosan kapcsolhatók egymással, ami lényegesen javíthatja egy adott geotermikus rendszer energetikai hatékonyságát, és természetesen gazdaságosságát. A másképpen kaszkád kapcsolásnak is nevezett megoldás nem ismeretlen sem itthon, sem a világban, de az jellemzően egy-egy fogyasztói helyszínhez köthető.