Геотерма́льная электроста́нция (ГеоТЭС), тепловая электростанция, преобразующая внутреннее тепло Земли в электрическую энергию.

Повышенный интерес к геотермальной энергии проявился после энергетического кризиса 1970-х гг. Установленная совокупная мощность геотермальной электростанции возросла от 678 МВт в 1970-х гг. до 8000 МВт в 2000-х гг. Страны-лидеры: США (2228 МВт), Филиппины (1909 МВт), Мексика (755 МВт), Италия (785 МВт), Индонезия (589 МВт), Россия (с учётом проектируемых – 150 МВт, 2005). На геотермальной электростанции нет котельного цеха, топливоподачи, золоулавливателей и других устройств, необходимых для обычной тепловой электростанции; практически станция состоит из машинного зала и помещения для электрических устройств. Себестоимость получения электроэнергии на геотермальной электростанции в несколько раз ниже, чем на ТЭС, и осуществляется по одной из схем: прямой, непрямой или смешанной.

При прямой схеме неочищенная пароводяная смесь поступает из подземных источников перегретого пара (соффиони) по специально пробурённым скважинам, пар отделяется от воды с помощью сепаратора и направляется в паровую турбину (на входе температура около 200 °С, на выходе – около 45 °С), вращающую генератор электрической энергии. Вода, выходящая из сепаратора, используется для теплоснабжения населённых пунктов, в химическом производстве и для других целей; может быть закачана обратно сразу или, если это экономически оправданно, с предварительным извлечением из неё минералов.

При непрямой схеме применяется технология двухконтурного (бинарного) цикла. Пароводяная смесь предварительно очищается в дегазаторе от агрессивных (сильно корродирующих) газов, а затем нагревается в теплообменнике неочищенным паром и с температурой около 120 °С подаётся в турбину. Отработавший пар конденсируется и вновь пропускается через теплообменник, создавая тем самым замкнутый цикл. При смешанной схеме неочищенный пар поступает в турбины, а затем из сконденсировавшейся воды удаляются не растворившиеся в ней газы. Наиболее часто применяют двухконтурный цикл.

Помимо получения электроэнергии, подземные термальные воды могут использоваться (в зависимости от температуры) для: кондиционирования воздуха, рыборазведения, производства ферментов (18–30 °С); обогрева грунтов в сельском хозяйстве и горнодобывающей промышленности (30–40 °С); горячего водоснабжения (40–70 °С); отопления, выработки искусственного холода, мойки и сушки различных материалов (70–100 °С); теплофикации производственных процессов, получения тяжёлой воды, выпаривания высококонцентрированных рассолов (более 100 °С). В России наиболее широко термальные воды используются на Северном Кавказе, особенно в Дагестане (130 тыс. м³/сут).

Разработан проект создания геотермально-тепловых электростанций, в состав которых вводятся устройства, сжигающие горючий газ из геотермального рассола и дополнительный природный газ из местных месторождений. О мощностных характеристиках и экологическом аспекте использования геотермальной электростанции см. в статьях Возобновляемые источники энергии, Геотермальные ресурсы.