In der Chronologie eines Tiefengeothermieprojekts ist die Prospektion nach den Vorstudien der zweite Schritt. Sie basiert auf Oberflächenmethoden wie seismischen Untersuchungen (z. B. mit Hilfe von Vibrationswagen) sowie auf Prospektionsbohrungen. Diese teilweise weniger invasiven und kostengünstigeren Techniken ermöglichen es, das Verständnis des Untergrunds zu verbessern und Gebiete mit vielversprechendem geothermischem Potenzial zu identifizieren.

Die Nutzung beginnt in der Regel mit einer oder mehreren Explorationsbohrungen, die unerlässlich sind, um das Vorhandensein eines geothermischen Reservoirs zu überprüfen und dessen Eigenschaften zu messen, insbesondere die Temperatur, die Durchlässigkeit des Gesteins und das mögliche Vorhandensein von heissem Wasser in der Tiefe. In dieser Phase wird bewertet, ob das Reservoir – oder allgemeiner gesagt der Untergrund – technisch nutzbar und wirtschaftlich rentabel ist.

Bei positiven Ergebnissen werden weitere Bohrungen zur Nutzung des Reservoirs durchgeführt, darunter Produktionsbohrungen und gegebenenfalls Reinjektionsbohrungen sowie Oberflächenanlagen. In dieser Phase können nachhaltig Wärme und in einigen Fällen auch Strom erzeugt werden.