Ջերմային էներգիան արտադրվում է այն դեպքում, երբ ատոմների և մոլեկուլների արագ շարժման և միմյանց բախման արդյունքում ջերմաստիճանի բարձրացում է տեղի ունենում: Նյութը կազմող մոլեկուլներն ու ատոմները անընդհատ շարժվում են: Երբ նյութը տաքանում է, ջերմաստիճանի բարձրացումը ստիպում է այդ մասնիկներին ավելի արագ շարժվել և բախվել միմյանց:
Երկրի վրա ջերմային էներգիայի գլխավոր աղբյուրը արևն է, որի էներգիան Երկրի վրա ապահովում է կյանքի համար անհրաժեշտ ջերմաստիճանը, ինչպես նաև, լուսասինթեզի միջոցով՝ բույսերում օրգանական նյութերի ստեղծումը: Ջերմային էներգիայի աղբյուրներ են նաև վառելանյութերը, որոնք առաջացել են հազարամյակների ընթացքում՝ բույսերի, կենդանի օրգանիզմների քայքայումից: Դրանց պաշարները գտնվում են Երկրի ընդերքում և սահմանափակ են:
Ջերմային էներգիայի հզոր աղբյուրներ կան նաև Երկրի խորքերում: Դրանք տաք աղբյուրներն են ու գեյզերները: Վառելանյութի պաշարները սահմանափակ են, այդ պատճառով անհրաժեշտ է խնայողաբար օգտագործել վառելանյութերը և միաժամանակ մտածել էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրների օգտագործման մասին, ինչպիսիք են՝ թափվող ջրի էներգիան, քամու էներգիան, Արեգակի էներգիան և այլն: