بخار و آب گرم طبیعی منابع اصلی انرژی حرارتی قابل استفاده زمین را تشکیل می دهد. این منابع در مناطق آتشفشان های جوان و یا نقاط تکتونیکی فعال به صورت چشمه های آب گرم (hot Springs)، آبفشان ها (Geysers) و فومرول ها (Fumroles) تظاهر دارند. سیستم های هیدرونرمال (Hydrothermal) یکی از عمده ترین ذخایر زمین گرمایی دنیا را تشکیل میدهند و بطور کلی به دو نوع، مخزن با برتری بخار (Steam dominated) و مخزن با برتری آب (Water dominated) تقسیم می شوند. در مخازن با برتری بخار، بخار آب نسبت به آب داغ فضای بیشتری از حجم سنگ مخزن را اشغال میکند و بخش اعظمی از سیال بصورت بخار خشک میباشد. این مخازن بطور معمول از نفوذپذیری پایینی برخوردارند و همیشه دارای سنگ پوششی مناسبی هستند. علت اساسی پیدایشاین گونه مخازن آن است که حجم تغذیه آب در آنها نسبت به دمای منشا حرارتی مخزن کم بوده است. تعداد این گونه مخازن با توجه به شرایط خاصی که برای تشکیل این گونه مخازن وجود دارد انگشت شمار بوده که از آن میان، شمار معدودی مورد بهره برداری قرار گرفته اند. مخازن با برتری آب را بطور معمول مخازن آب داغ نیز مینامند که ترکیبی از آب و بخار است و در آنها درصد آب به مراتب بیشاز درصد بخار موجود می باشد لذا بخش قابل توجهی از حجم مخزن توسط آب داغ اشغال شده است. مخازن آب 
داغ بطور معمول بوسیله آب های سطحی و بارش های جوی مجاور منطقه زمینگرمایی تغذیه میشوند، به عبارت دیگر آب های سطحی و آب بارش های جوی بتدریج در امتداد شکستگی ها به اعماق زمین نفوذ کرده و منابع مذکور را تشکیل داده اند. در حال حاضر بیش از ۹۰ درصد مخازن زمینگرمایی کشف شده جهان از این نوع هستند. سیستم های آب داغ ممکن است بصورت سیستم های دما بالا (۱۵۰˚C<)، دما متوسط (۱۵۰˚C۹۰) و دما پایین (۹۰˚C>) طبقه بندی شوند. بطور کلی سیستم های هیدروترمال به پنج مشخصه اصلی نیاز دارند: ۱- یک منبع حرارتی، مثل مواد مذاب یا سنگ های داغ مجاورآن ۲- سنگ مخزن دارای تخلخل و نفوذپذیری کافی ۳- حضور سیال، برای انتقال حرارت منبع حرارتی به سطح زمین ۴- یک مرز تحتانی کم تراوا ۵- یک سنگ پوش کم تراوا.دمای این مخازن به نوع و کیفیت منشاء حرارتی، رسانایی گرمایی سنگ مخزن، رسانایی سنگ های اطراف، ضخامت و نوع سنگ پوشش بستگی دارد. به دلیل اینکه دمای سیال ذخیره شده در این منابع متغیر است، موارد کاربرد سیال استخراج شده از آنها نیز متفاوت می باشد.