A geotermikus gradiens olyan fizikai mennyiség, amely a kőzetek hőmérsékletének növekedését írja le ° C-ban a föld vastagságának egy bizonyos szakaszán. Matematikailag a hőmérséklet változásaként fejezzük ki mélységegységenként. A geológiában a geotermikus gradiens kiszámításakor 100 métert vesznek a mélység mértékegységének. Különböző területeken és különböző mélységekben a geotermikus gradiens nem állandó, és a kőzetek összetétele, fizikai állapota és hővezető képessége, a hőáramlás sűrűsége, a behatolások közelsége és egyéb tényezők határozzák meg. A Föld geotermikus gradiense általában 0,5-1 és 20 °C között van, és átlagosan körülbelül 3 °C 100 méterenként.
A geotermikus gradiens vizsgálatában fontos szerepet játszott a Kola szupermély kút . Amikor lefektették, a számításokat kilométerenként 10 ° C-kal összhangban végezték. A Kola-kút tervezési mélysége 15 km volt. Ennek megfelelően ez azt jelentette, hogy a várható hőmérséklet +150 °C nagyságrendű volt. A 10 °C/km gradiens azonban csak három kilométerig volt, majd a gradiens úgy kezdett növekedni, hogy 7 km mélységben a hőmérséklet 120 °C, 10 km - 180 °C, 12 km - 220 °C. Feltételezzük, hogy a tervezési mélységben a hőmérséklet +280 °C legyen. [egy]
A legnagyobb, 1 km-enként 150 °C-os geotermikus gradienst Oregon államban (USA) regisztrálták; a legalacsonyabb Dél-Afrikában (6 °C/1 km) [1] .
A geotermikus gradiens leírásának az általános elméleti értéken túl jelentős gyakorlati jelentősége van, különösen a várható globális üzemanyag- és nyersanyagválság tükrében. A geotermikus gradiens értéke döntő szerepet fog játszani a geotermikus energia elterjedésében .
A Naprendszer többi testének termikus gradiensének meghatározása alapvetően a távoli jövő kérdése. A 20. század csak a Hold termikus gradiensének kialakulásához vezetett – kiderült, hogy a földinél 60-szor nagyobb, legalább 2 K /méter [2] . A 21. században kísérletek folynak a Mars hőmérsékleti gradiensének gyakorlati megállapítására , eddig sikertelenül. Az elméletek rendelkezésre álló előrejelzései nem megbízhatóak a Mars belső szerkezetére vonatkozó kellő ismeretek hiánya miatt. Az égitestek termikus gradiensének meghatározásának kérdése például azért fontos, mert így kideríthető, hogy a test milyen mélységében található a talajban folyékony víz [3] . A távoli jövőben segít meghatározni a geotermikus energia fejlesztésének megvalósíthatóságát a Naptól távol eső testeken, ahol a naperőművek nem lesznek hatékonyak.