地溫分布表明了地溫在地殼表層的分布狀況，是地球內(nèi)熱及太陽輻射熱在地殼表層相互作用的結(jié)果。但前者為由地球內(nèi)部源源不斷地向地球表面散發(fā)的熱量；后者則僅影響到地球表面的溫度變化，其深度約在10-20m左右或更深些（日變化、年變化及世紀(jì)變化等）。因此，形成地殼表層地溫場的主要熱源還是來自地球的內(nèi)部。地殼表層結(jié)構(gòu)及物質(zhì)在各地的不均一性導(dǎo)致了地溫在不同地區(qū)的差異，從而形成現(xiàn)今的地溫場。形成地溫場的地球內(nèi)部熱主要來源于以下幾個方面：
 
  1．幔源熱。
 
  在地球形成及演變的過程中，由于放射性元素的蛻變產(chǎn)生大量的熱，積累并貯存在地球的內(nèi)部巖石圈下部的地幔中，并在這里形成一層可塑的軟流層，地殼就浮在軟流層之上。上地幔軟流層所含的熱量在這里稱為幔源熱，它通過地殼巖石源源不斷地向地面?zhèn)鲗?dǎo)并散發(fā)于太空之中，形成了傳導(dǎo)熱流的主要組成部分，它約占傳導(dǎo)熱流量的60%左右。每年地球通過傳導(dǎo)散發(fā)的熱量就有10.03x lO20J(Wyllie.p.J，1971)。由此可見地球內(nèi)部熱在地表散失的熱量是十分巨大的。與地面?zhèn)鲗?dǎo)熱比較，由火山、熱泉等向地面散發(fā)的熱量甚小。
 
  2.  放射性元素產(chǎn)生熱。
 
  這是由地殼電所含放射性元素衰變而產(chǎn)生的熱量，它積聚在地殼中，并不斷通過巖石向地表散失，是傳導(dǎo)熱流的重要組成部分，約占傳導(dǎo)熱流的40%。由于各地區(qū)地殼中巖石的放射性含量多寡不一，因而由其衰變而產(chǎn)生的熱量也因地而異。
 
  3．  巖漿熱和巖漿體的殘余熱。
 
  在板塊邊界或板內(nèi)斷塊之間，由俯沖、碰撞、張裂或其他深部地質(zhì)過程產(chǎn)生了各種物理化學(xué)作用（包括溫度、壓力及成分等），使地殼巖石重熔或深部熱物質(zhì)上涌，形成了熔融巖漿。
 
  這種高溫熱物質(zhì)將沿著地殼薄弱的地方如深斷裂、拉張的裂縫上升，并以熔巖的形式噴發(fā)或溢出地面或海底而形成火山（地面和海底火山），或侵入地殼淺部而形成不同形狀的巖漿體，這些巖漿體有的仍在活動，有的則正在冷卻；它們都含有大量的熱量并向周圍散發(fā)。這種熱源就謂之巖漿熱；正在冷凝但尚未冷卻的巖體所放出的熱量，謂之巖漿體的殘余熱。巖漿熱和殘余熱實際上是一種巖漿對流形成的熱源，它在形成局部高溫異常中起著重要作用。這科熱源乃分布于一些特定的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)及規(guī)模巨大的深斷裂帶內(nèi)。
 
  4.  由構(gòu)造作用產(chǎn)生的機械摩擦熱和化學(xué)熱。
 
  二者所產(chǎn)生的熱量是非常微小的，只有在個別地區(qū)才具有一定的意義，一般都可以忽略不計。
 
  除上述各種熱源對地溫分布起著重要作用外，尚有在地殼淺部循環(huán)著的地下水作為一種附加熱源或冷源，也在干擾著區(qū)域地溫分布的狀況。