Глуби́нные исто́чники тепла́, источники внутренней тепловой энергии Земли. Начальное внутреннее тепло обусловлено нагреванием формирующейся планеты при аккреции космических частиц из газово-пылевого протопланетного облака и энергией, выделившейся при ударах крупных тел о поверхность планеты. В процессе эволюции Земли выделяется энергия гравитационной дифференциации (при образовании металлического ядра Земли и мантии Земли), а также энергия распада долгоживущих радиоактивных изотопов урана $^{238}\text U,$ $^{235}\text U,$ тория $^{232}\text{Th}$ и калия $^{40}\text K.$ Кроме того, происходит превращение механической энергии вращения Земли в тепловую посредством вязкой диссипации энергии и приливного трения, выделение теплоты при фазовых переходах и метаморфизме, но вклад этих источников тепла в общий тепловой баланс Земли незначителен.

Относительный вклад различных глубинных источников тепла существенно менялся в процессе эволюции Земли (4,6 млрд лет). Энергия гравитационной дифференциации, выделявшаяся преимущественно на ранних стадиях эволюции Земли (с максимумом тепловыделения на границе растущего железного ядра), составляет $(1,4\text{--}2,0)\cdot10^{31}$ Дж. Энергия распада радиоактивных изотопов урана, тория и калия оценивается величиной $(0,4\text{--}2,0)\cdot10^{31}$ Дж и на современном этапе эволюции Земли выделяется в земной коре и мантии. Мощность выделения тепла радиоактивными источниками экспоненциально убывает со временем (3 млрд лет назад она была примерно вдвое больше, чем сейчас). В настоящее время основной вклад в тепловыделение в мантии вносят реакции распада долгоживущих изотопов $^{238}\text U$ и $^{232}\text{Th},$ в то время как в отдалённом прошлом преобладало тепло, выделяемое при распаде $^{235}\text U$ и $^{40}\text K,$ т. к. период полураспада этих изотопов меньше.

Радиоактивные элементы распределены в земной коре и мантии Земли неравномерно: предполагается, что мантия обеднена ими, поэтому генерация тепла породами континентальной земной коры более чем на порядок выше, чем в верхней мантии. Кроме того, концентрация радиоактивных изотопов в океанической коре примерно на два порядка меньше, чем в континентальной. Т. к. океаническая кора приблизительно в 5 раз тоньше континентальной, основная генерация тепла радиоактивными элементами происходит именно в континентальной земной коре (при экспоненциальном убывании тепловыделения с глубиной). Вклад в тепловой поток за счёт радиоактивной теплогенерации составляет по разным оценкам 60–80 % от полной величины теплопотерь Земли.

Изучение глубинных источников тепла – одна из основных задач геотермии.