Le principal avantage de la géothermie est sa renouvelabilité : il s'agit, comme nous l'avons vu, de l'exploitation d’un « stock » de chaleur qui est en permanence réchauffé - et donc renouvelé - par la chaleur de la Terre. La géothermie n'est pas une énergie polluante : elle ne brûle pas de carbone, ne dégageant pas de dioxyde de carbone dans l’atmosphère et ne contribuant donc pas à l’effet de serre. Toutefois, il est possible que certains gaz, souvent contenus dans l’eau ou la vapeur géothermale (méthane, hydrogène sulfuré), soient libérés et polluent l’atmosphère s’ils ne sont pas correctement traités (chose très rare).

De plus, par rapport aux autres formes d’énergie renouvelables, comme le solaire ou l’éolien, la géothermie présente l’avantage d’être disponible de manière continue, à toute heure du jour et de la nuit. Pour Jean Lemale (La Géothermie, 2012), la géothermie est ainsi l’une des principales alternatives à l’utilisation massive des énergies polluantes et provisoires (pétrole, gaz naturel, charbon) dans la production d’électricité et de chaleur. 

Les écrits scientifiques mettent également en avant l’accessibilité de la technologie, qui présente les mêmes éléments techniques que les méthodes non renouvelables de production énergétique : pompes, échangeurs, émetteurs de chaleur, canalisation, isolation thermique. La méthode repose sur des techniques d'exploitation banalisés, ne demandant pas de sur-investissements pour la mise en place de nouveaux procédés.

Par ailleurs, la géothermie offre la possibilité d’utiliser la même eau successivement pour plusieurs usages. Par exemple, si l’eau sort du puits à 80°C, on l’envoie d’abord dans des logements munis de radiateurs. L’eau sortant à 60°C de ces radiateurs pourra être envoyée dans des logements à planchers chauffants, qui nécessitent des températures moindres que les radiateurs. L’eau sortant à 45°C des planchers chauffants pourra alimenter des serres ou des piscines. Et enfin, l’eau sortant à 30°C pourra alimenter, par exemple, un réseau de dégivrage des routes et des trottoirs.

Et d’un point de vue économique, les coûts d’exploitation sont extrêmement bas : les coûts de fonctionnement sont inférieurs à 1,5 centime d’euro le kilowattheure. A titre de comparaison, les coûts de l'énergie nucléaire montent à 5 centimes/KWh. Pour alléger les coûts d’installation, des incitations financières existent dans beaucoup de pays : par exemple, en France, il existe des subventions de l’ADEME (le « fonds chaleur renouvelable ») pour les installations collectives, ou des crédits d’impôt pour les pompes à chaleur géothermiques individuelles.