Dans le cas de la géothermie d’eau, ou aquathermie, on effectue un forage en doublet, qui fonctionne en pompage et en réinjection pour augmenter la durée de vie de l’exploitation de la nappe phréatique dans laquelle on puise l’eau. Le principe est donc de faire deux forages : le premier pour puiser l’eau, le second pour la réinjecter dans la nappe. La méthode d’extraction utilisée pour assurer les transferts thermiques influe beaucoup sur le rendement de l’ensemble.
87% de la chaleur interne de l’eau est produite par la radioactivité des roches qui constituent le manteau et la croûte terrestre : cette radioactivité naturelle est produite par la désintégration de l’uranium, du thorium et du potassium.