Energia geotermalna jest wewnętrznym ciepłem Ziemi nagromadzonym w skałach oraz w wodach wypełniających pory i szczeliny skalne. Energię geotermalną zaliczamy do kategorii energii odnawialnej, bo jej źródło – gorące wnętrze kuli ziemskiej – jest praktycznie niewyczerpalne. Prawidłowością budowy naszej planety, a w szczególności jej warstwy litosferycznej, jest wzrost temperatury wraz z postępowaniem w głąb ziemi. Jeśli na znacznych głębokościach znajduje się woda to jej temperatura sięga kilkudziesięciu, a nawet ponad 100°C. W niektórych miejscach na ziemi szczególnie w rejonach zwiększonej aktywności wulkanicznej (np. w Islandii), gorąca woda pojawia się na stosunkowo niewielkich głębokościach, lub nawet wypływa na powierzchnię ziemi w postaci gorących źródeł-gejzerów.

Niecka Podhalańska tworzy ważny zbiornik wód termalnych i stanowi fragment centralno-karpackiego basenu paleogeńskiego rozwiniętego na podłożu późno kredowych płaszczowin wewnętrznokarpackich. Niecka od północy wyraźnie jest ograniczona strukturą pienińskiego pasa skałkowego (stanowiącego północną granicę zbiornika wód termalnych), z którą kontaktuje tektonicznie. Od południa granicę niecki stanowi masyw tatrzański. Na brzegu Tatr, znane są naturalne wypływy ciepłych wód i jaskinie, których genezę wiąże się z krasem termalnym Granicę południową stanowi pasmo wychodni eocenu numulitowego spoczywającego sedymentacyjnie na płaszczowinach zbudowanych ze skał mezozoicznych. Granicę wschodnią niecki stanowi uskok Rużbachów (Drużbaków) interpretowany, jako przedłużenie uskoku podtatrzańskiego i oddzielający nieckę podhalańską od Kotliny Popradzkiej. Granicę zachodnią niecki podhalańskiej stanowi uskok Krowiarek (przedłużenie uskoku choczańskiego) oddzielający ją od niecki skoruszyńskiej. Nieckę wypełniają utwory paleogeńskie głównie eoceńskie i oligoceńskie o zróżnicowanych miąższościach, przekraczających nawet 3000 m.

Strefą zasilającą zbiornik wód termalnych Podhala jest masyw Tatr. Obszar strefy zasilania można ocenić na ok. 350 km². Wody opadowe wnikają systemami szczelin w głąb wyniesionego masywu Tatr i przemieszczają się zasadniczo ku północy pod nieprzepuszczalny dla nich kompleks paleogeńskich warstw fliszowych (łupki i piaskowce). W miarę coraz głębszego wnikania w masyw skalny wody stopniowo się nagrzewają. Na głębokości ok. 1000 m, w Zakopanem, wody mają temperaturę ok. 26°C, a na głębokości poniżej 2000 m w rejonie Białego Dunajca i Bańskiej osiągają temperaturę powyżej 80°C. Jednocześnie zwiększa się mineralizacja wód, oraz wzrasta ich ciśnienie w zbiorniku.

Zainteresowanie problematyką wykorzystania źródeł geotermalnych na Podhalu pojawiło się już w połowie XIX wieku. Dużym powodzeniem cieszyły się cieplice na Jaszczurówce koło Zakopanego. Ich istnienie było związane z infiltracją wód opadowych na duże głębokości, gdzie pod wpływem ciepła Ziemi wody te ulegały ogrzaniu i wznosiły się do góry (wzdłuż pęknięć tektonicznych) pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego (średnia temperatura wody w basenie kąpielowym wynosiła 18°C przy średniej rocznej temperaturze powietrza w tym rejonie 4,8°C).

W okresie powojennym badacze podjęli inicjatywę kompleksowego zbadania warunków występowania wód geotermalnych. Został opracowany projekt głębokiego otworu w Zakopanem zlokalizowanego na zboczu Antałówki, który został zrealizowany do głębokości 3000 m i wykazał obecność wód geotermalnych. W latach 1981-1997 wykonano na Podhalu 10 otworów wiertniczych. We wszystkich stwierdzono występowanie wód geotermalnych o temperaturze max. 86º C i wydajności do 550 m 3/h (otwór Bańska PGP-1 eksploatowany przez PEC Geotermia Podhalańska S,.A.). . Dużą ich zaletą w porównaniu z wodami eksploatowanymi w innych rejonach Polski jest bardzo niska mineralizacja do 3 g/l oraz to, że wypływają na powierzchnię pod własnym ciśnieniem z wyjątkiem otworu położonego na szczycie Furmanowej oraz w Bukowinie Tatrzańskiej.

Prekursorem pozyskiwania energii z wnętrza Ziemi był IGSMiE. W latach 1989-1993 w miejscowości Bańska Niżna został zaprojektowany i uruchomiony pierwszy w Polsce Doświadczalny Zakład Geotermalny PAN. Do geotermalnej sieci ciepłowniczej zostało podłączonych kilka pierwszych budynków, produkcja ciepła odbywała się w oparciu o dwa otwory: Bańska IG-1 i Biały Dunajec PAN-1. Na bazie tych doświadczeń powstał następnie projekt komercyjny. W 1994 r. uruchomiono pilotażową instalację ciepłowniczą, która z czasem była rozbudowywana. Proces rozbudowy i podłączania nowych odbiorców trwa nadal i realizowany jest przez spółkę PEC Geotermia Podhalańska S.A., będącą producentem i dystrybutorem energii cieplnej.