In 4 bis 5 Kilometern Tiefe ist der Untergrund bis zu 150° C heiss. Die petrothermale Geothermie macht sich das heisse Grundgestein (Granit, Gneiss) zu Nutze. Da dieses Gestein kompakt ist, fliesst kein oder kaum Wasser. Um einen Wasserfluss möglich zu machen, muss es aufgebrochen werden. Dazu wird kaltes Wasser durch eine Bohrung in den tiefen Untergrund gepresst. Es entstehen kleine Risse. Durch diese Risse zirkuliert das Wasser und erhitzt sich dabei (Wärmetauscher). Das heisse durch eine zweite Bohrung nach oben gepumpte Wasser lässt sich energetisch nutzen. Das Verfahren wird auch «Hot Dry Rock», «Deep Heat Mining» oder «Enhanced Geothermal System (EGS)» genannt.

Mit petrothermaler Geothermie soll in der Schweiz in erster Linie Strom produziert werden. Der Bundesrat strebt an, auf diese Weise bis 2050 jährlich rund 4,4 Terwattstunden Strom gewinnen zu können. Das ist etwa die Hälfte der Jahresproduktion des Kernkraftwerks Gösgen oder das Eineinhalbfache der Jahresproduktion des Kernkraftwerks Mühleberg. Bei der Stromproduktion fällt als Nebenprodukt auch viel Wärme an. Diese Wärme kann über Fernwärmenetze Industrieanlagen und Stadtteile beheizen oder der Industrie Prozesswärme bereitstellen.