In Deutschland kommen für eine hydrothermale Geothermienutzung, bei der heiße Tiefenwässer gefördert werden, drei Gebiete infrage: Nordostdeutschland, Süddeutschland zwischen Donau und Alpen (Molassebecken) und der Oberrheingraben. In die wasserführende Schicht (Abb. 6, B) werden zwei Bohrungen niedergebracht: eine Förderbohrung (C) und in einiger Entfernung (ca. 1 km) eine Injektionsbohrung (H). Eine Tauchpumpe (D) pumpt das heiße Wasser aus der Förderborung (A) in die oberirdische Thermalwasserleitung (E). In einem Wärmetauscher (F) wird die Wärme entzogen und über ein Wärmenetz (K) an die Verbraucher geliefert. Eine Wärmepumpe (G) kann in das System integriert werden. Neue Anlagen arbeiten oft mit abgelenkten Bohrungen (Abb. 1), die an der Erdoberfläche eng benachbart sind und in der Tiefe (im Beispiel 25° und 33° Ablenkung) weiter auseinander liegen.

Die gewonnene Wärme wird in ein Wärmenetz und/oder ein geothermisches Kraftwerk eingespeist, das spezielle Kraftwerksverfahren (z. B. ORC oder KALINA) nutzt. 2007 nahm in Landau das erste industrielle Geothermiekraftwerk den Betrieb auf. Hier werden 22 Mio. kWh Strom erzeugt, der für den Bedarf von 6.000 Haushalten ausreicht. Die dann noch vorhandene geothermische Wärme geht in ein Wärmenetz ein. Wegen des Salzgehalts oder zum Erhalt des Grundwassers werden die geförderten Thermalwässer meistens anschließend in einem zweiten Bohrloch wieder in ihr ursprüngliches Aquifer gepumpt. Nur in Süddeutschland kann man heißes Süßwasser fördern, das hinterher auch für Trinkwasserzwecke oder Schwimmbäder genutzt werden kann.