②根据地表以下地热的来源和温度分布，由地表向地下，可将地壳分为
变温层、
恒温层和增温层。增温层又称内热带，是指地球表面以下完全受控于地球的内热活动，温度随深度的增加而增加的地带。一般地说，温度是稳定地向着地球中心的方向递增的。一般每增加100米，温度升高3℃。但到一定的深度后，增温的速度减缓。
在增温层内N2、O2、O吸收波长非常短的太阳辐射(<0.1μm)，因为空气稀薄，空气分子易于此产生光电离作用，使得空中自由电子颇为丰富，故也称为
电离层。
由于空气稀薄，只要吸收一点能量，温度就变得很高（可达数千度），这里的温度变化与太阳黑子的活动关系密切，当太阳平静时，此层可伸展至400 km高度，而在太阳活动期间更可达500km上下，由于电离子会吸收、反射电讯，所以电离层受太阳黑子活动的状况影响很大，当太阳黑子活动剧烈频繁时，地球上长程通讯及雷达作业即受其相当严重的影响。这是因为
氧原子强烈吸收波长小于0.175μm的太阳短波辐射而升温的缘故。此时的气温会因高度而迅速上升，有时甚至可以高达2000℃。增温层的上方是从距离地面500至1000 km开始的外气层，那里的大气层会与外太空接壤。纵然少数的空气粒子甚至可以到达2500℃高温，但却不会感受到温暖，一般的温度计也只会量度到摄氏零度以下。这是因为分子之间的距离太远的原因。
到达于离地表85公里以上的高空，在这样的高度，剩余的大气气体会根据分子量而分层。增温层的空气极为稀薄，本层质量仅占大气总质量的0.5%。在120公里高度以上的空间，空气密度已小到声波难以传播的程度，在270公里高度上，空气密度约为地面空气的百亿分之一，在300公里的高度上，空气密度只及地面密度的千亿分之一，再向上空气就更稀薄了。
增温的大气分子吸收了因太阳的短波辐射及磁场后其电子能量增加，当中一部份进行电离。这些电离过的离子与电子形成了
电离层。电离层又分为E层(90~160 km)、F1层(180~200 km)、F2层（大于250 km）三层。而因季节变化更会出现突发性E层（Es层，约100 km）。电离层可以反射无线电波，因此它又被人类利用进行远距离无线电通信。在高纬度地区因磁场而被加速的电子会顺势流入，与增温层中的大气分子冲突继而受到激发及
电离。当那些分子恢复回原来状态的时候，就会产生发光现象，此称为
极光。
关于地球内部地热的来源有多种假说，比较公认的是地球内部放射性元素蜕变放热和
地幔热对流传播；其次是地球转动能转变、
化学反应热、结晶热和重力分异热。此外，在火山活动地带地温较高，其热源主要来自和火山活动有关的岩浆。
增温层是
常温层以下的地球内部，热量主要来源于地球内部放射性元素蜕变。地球的温度随深度的增加而逐渐增高，有两种表述方式：
地温梯度是指温度随深度的改变率。地球的平均地温梯度为3℃/m，海底的平均地温梯度为4～8℃/m，大陆的平均地温梯度为0.9～5.2℃/m。世界的不同地区，地温梯度有很大的不同，大陆中
地温梯度最大的在美国的
俄勒冈州，地温梯度为150℃/km，最小的则在南非，地温梯度仅为6℃/km，大多数地区的地温梯度值在20～50℃/km的范围之间变化。
地温深度或
地热增温级指在
常温层以下，温度每升高1℃所需的深度。
地温梯度和地温深度二者互为倒数。如果某地的地温梯度为5℃/100m，那么其地温深度为20m/℃。但地温梯度仅适于浅部地壳不适于深部。如按100m增温2.5℃计算，地心可达160000℃。据此有人认为地心是空心的(气态或液态)，这与
地震波横波可以通过地球内部主体部分的事实不符。
地热对煤矿生产有很大影响，尤其是采掘工作进入较深水平时，应充分考虑地热问题。主要原因在于井下温度过高，会直接影响一线工人的身体健康，影响生产效率和安全生产。因此，我国于2007年颁布了《煤矿井下热害防治设计规范》围家标准，编号为GB50418—2007，自2007年12月1日起实施。
我国一些矿井主要采取冰和水制冷降温系统，加大送风量，增大巷道断面，加大通风巷道的修护力度，减少通风阻力，保证充足的风量等措施，以降低工作面的温度。虽然
地热对矿井生产有害，但它也是一种可以利用的廉价资源。地热开发和利用越来越受到相关部门的重视。
大陆地热资源分布很不均匀，中生代褶皱带(相当于环太平洋带)和新生代喜马拉雅褶皱带(相当于地中海喜马拉雅带)是两条著名的地热带，也是世界著名的地震、火山活动带。地热流值或
地温梯度高于平均值的地方称
地热异常区，常有温泉、热泉、沸泉或喷气孔，有时还会形成
热水湖。所有这些可以直接或间接被人们利用。