地面從太陽接收的輻射能量每年約有10焦耳，但絕大部分又向空間輻射回去，只有極小一部分穿入地下很淺的地方。淺層的地下溫度梯度約為每增加30米，溫度升高1℃，但各地的差別很大。由溫度梯度和巖石的熱導率可以計算熱流。

地球內(nèi)部的一部分能源來自巖石所含的放射性元素鈾、釷、鉀。它們在巖石中的含量近年來總在不斷地被修正，有人估計，地球現(xiàn)在每年由長壽命的放射性元素所釋放的能量約為9.614×1020焦耳，與地面熱流很相近，不過這種估計是極其粗略的，含有許多未知因素。另一部分能源是地球形成時的引力勢能，假定地球是由太陽系中的彌漫物質(zhì)積聚而成的。這部分能量估計有25×1032焦耳，但在積聚過程中有一大部分能量消失在地球以外的空間，有一小部分，約為1×1032焦耳，由于地球的絕熱壓縮而積蓄為地球物質(zhì)的彈性能。假設(shè)地球形成時最初是相當均勻的，以后才演變成為現(xiàn)在的層狀結(jié)構(gòu)，這樣就會釋放出一部分引力勢能，估計約為2×1030焦耳，這將導致地球的加溫。地球是越轉(zhuǎn)越慢的，地球自形成以來，旋轉(zhuǎn)能的消失估計大約有1.5×1031焦耳，還有火山噴發(fā)和地震釋放的能量，但其數(shù)量級都要小得多。

地面附近的溫度梯度不能外推到幾十千米深度以下。地下深處的傳熱機制是極其復雜的，由熱傳導的理論去估計地球內(nèi)部的溫度分布，常得不到可信的結(jié)果。但根據(jù)其他地球物理現(xiàn)象的考慮，地球內(nèi)部某些特定深度的溫度是可以估計的。結(jié)果如下：在100千米的深度，溫度接近該處巖石的熔點，約為1100℃~1200℃；在400千米和650千米的深度，巖石發(fā)生相變，溫度各約在1500℃和1900℃；在核幔邊界，溫度在鐵的熔點之上，但在地幔物質(zhì)的熔點之下，約為3700℃；在外核與內(nèi)核邊界，深度為5100千米，溫度約為4300℃，地球中心的溫度估計與此相差不多。