地热资源储存在地球内部，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热资源用途比较广，不仅是一种洁净的能源资源，可供发电、采暖等，而且还是一种可供提取溴、碘、硼砂、钾盐、铵盐等工业原料的热卤水资源和天然肥水资源，同时还是宝贵的医疗热矿水和饮用矿泉水资源以及生活供水水源等。
中国地热发电始于20世纪70年代，建设7座中低温地热电站，总装机容量1．55兆瓦。1977年西藏羊八井建成中国首个高温地热电站，发电装机容量27兆瓦。中国在青海共和盆地开展了干热岩探索，已完成干热岩体勘探与资源储量评估，并已完成了一口注入井，两口生产井钻完井施工，将通过开展压裂循环测试，对循环取热功率进行远景评估并配套建设EGS干热岩发电示范工程。
国际上水热型高温地热已实现大规模商业化发电，美国Geysers地热田装机容量达到3700兆瓦。冰岛2000年启动深层超临界水热系统钻探计划，井深3500～5000米，地层温度400～600℃，2016年IDDP－2号井，钻达5000米井深，温度超过600℃。
地热开发的关键是地热钻井。相比于油气钻井，由于热储岩石地质条件，诸如岩性、埋深以及产出流体性质不同，地热钻井条件更为苛刻，还要应对地热井特有的高温和大口径。与油气钻井相比，地热钻井有许多不同之处：一是地层温度高，埋深变化比较大；二是由于热储岩石多为火山岩和变质岩，与油气井的沉积岩石相比，具有坚硬、研磨性强和地应力高的特点，地层破碎且常常不稳定；三是地热储层往往裂缝高度发育，甚至存在厘米级裂缝，地层压力低，漏失较为严重；四是地层中常含有腐蚀性流体，对钻柱、套管等具有腐蚀性，需要采用昂贵的钛合金套管和研制特殊水泥，而且地热井直径比较大，所需套管程序多，固井水泥量大，成本较高。地热钻井的以上特点意味着地热钻井是非常困难的，存在着钻进速度和钻头寿命比较低、腐蚀很常见、漏失频繁且严重等问题，井内的高温亦加剧了这些问题。在多数石油和天然气井中，套管只是在井筒下部固定，但是，地热井从上到下必须有完整的水泥环。
地热井通常包括勘探井和生产井。地热井产出热水或蒸汽，相比于石油或天然气井要求流量较高。地热流体的生产是直接从储层流到套管，如果存在两相流，大孔径套管可显著降低蒸汽的流动压降，提高生产率。此外，许多低温地热井不能自流，必须使用泵，要么在地表采用长轴泵驱动，要么采用潜水泵。所有这些因素导致地热井比同样深度的油气井的口径要大。
地热资源的开发利用可能产生的环境问题是多方面的，主要有水污染、热污染、空气污染、土壤污染、地面沉降等。地热资源开发利用过程中，必然向大气和水体排放大量的热量，造成周围的空气或水体温度上升，影响了周围环境和生物的存活生长，破坏了水体的生态平衡；热流体中所含的各种有害气体和悬浮物将排入大气中，造成空气污染。地热开发利用过程中引起的环境问题是不容忽视的，对于这些问题要正确认识，给予必要的重视，采取各种有效的技术措施严格监测和防治。
针对上述挑战与环境制约，地热资源的规模化开发与可持续利用需从技术突破、环保治理与政策协同三个维度协同推进。
在技术攻关方面，应着力开展耐高温钻具材料、抗高温钻井液体系及高性能固井水泥的研发，以应对高温、硬岩及强腐蚀环境；同时，积极引入控压钻井、随钻测量与井筒冷却循环技术，提升钻进效率与井壁稳定性。针对裂缝性热储漏失严重的问题，可推广应用可降解堵漏材料与智能凝胶封堵工艺，降低非生产时间。在发电端，应因地制宜发展闪蒸、双循环及全流发电等多元化技术路线，提升中低温地热资源的经济性；对干热岩型资源，则需持续推进人工热储压裂—环测试—发电示范的全链条验证，积累系统运行数据与工程经验。
在环境防治方面，应建立覆盖地热项目全生命周期的环境影响评价与监测体系。开发回灌技术是关键举措，通过“取热不取水”或同层回灌，维持热储压力，减少地热水消耗与地面沉降风险；对于尾水中的有害气体，应采用脱气、吸附或化学转化装置进行处理，达标后方可排放；对于热污染，可通过冷却塔散热、余热梯级利用或与区域供热系统耦合，降低排热对局部水体和大气温度的影响。同时，应在井场及周边布设地下水水质与土壤重金属监测点，确保早期预警与及时响应。
在发展趋势方面，地热产业正朝着深部高温资源开发、超临界地热探索以及“地热＋多能互补”方向演进。结合增强型地热系统（EGS）与人工智能优化调度技术，未来有望实现地热资源从单一发电向热电联产、调峰支撑、工业热利用等综合能源服务转型。国际上，欧盟、美国、日本等正加速推进地热钻探新技术与碳封存协同试点，我国亦应结合青藏高原、华北及东南沿海等重点地热区带，制定差异化开发规划，强化国际合作与技术引进，推动地热从“补充能源”向“基荷可再生能源”角色升级。
总体而言，地热资源潜力巨大、利用路径多元，但开发难度与环境风险并存。唯有坚持技术创新驱动、环保全程管控、政策精准引导，方能实现地热资源高效、安全、绿色开发，为全球能源转型与“双碳”目标贡献实质性支撑。