地热水开采系统有不回灌和回灌两种：不回灌系统只设置开采井,抽出的地热水被送往用户,经利用后废弃；回灌系统设置开采井和回灌井，开采井抽出的水在用户放出热量后再返回回灌井，井和井之间保持一定距离，以免相互干扰。按利用方式分有直接利用和间接利用两种：直接利用是把地热水直接引入热用户系统；间接利用是通过表面式换热器，以地热水加热二次水,二次水进入热用户系统循环供热。图1为单井直接利用的地热水供热系统，其优点是系统简单，基建投资少，但大量开采会由于地下水补给不足而使水位逐年下降，以及由于地热水中含有硫化氢等成分而对系统的管道和设备造成腐蚀。图2为对井间接利用的地热水供热系统，其优点是排水回灌能保持地下含水层水位不下降，换热器后的用热系统的管道和设备不受腐蚀,从而可延长使用寿命和减少维修费用,但系统较复杂，基建投资较高。

地热水供热的经济性主要取决于从地热井提取的热量，即取决于利用温差的大小。为了使地热井发挥最大经济效益，在设计上通常采用如下措施，扩大供热面积和降低热成本：①在系统中设置高峰加热设备，地热水只承担采暖的基本负荷，高峰负荷由燃用矿物燃料的锅炉或电力设备（包括电加热器或热泵）升温补足;②在系统中加蓄热装置,如蓄热水箱（池）等，以调节短时期内的负荷变化；③实现多种用途的综合利用，如把采暖后的低温地热水再用于农业温室的土壤加热或养鱼等，以降低排放或回灌水的温度。

地热水供热比其他能源供热具有节省矿物燃料和不造成城市大气污染的特殊优点，作为一种可供选择的新能源，其开发和利用正在受到重视。

最早发展大规模地热水供热的国家是冰岛，首都雷克雅未克在1930年就建成了供应70幢房屋、两个露天游泳池、一所学校和一所医院的试验性地热水供热系统。此外，匈牙利、日本、新西兰、美国、苏联等许多国家都有地热水供热系统。中国在70年代初开始试验地热水供热，先后在天津和北京地区开采地热水，用于采暖、洗澡、农业温室以及毛纺厂的产品洗涤等。

远在公元前就有利用地下热水灌溉、医疗以及从高矿化地下热水中提取各种盐类的记载。大规模利用地热水供热最早的国家是冰岛，1930年已建成相当规模的地热水供热系统。日本、新西兰、美国、苏联等许多国家也于同期先后建成不同规模的地热水供热系统，将地热能直接用于采暖和工农业。

意大利于1904年开始地热能转换为电能的研究。1913年首次在拉德瑞罗(Larderello)安装了一台250kW的地热发电机，1958年以前地热发电只在意大利有较大的发展。1958年以后，新西兰、美国、日本等国家参与了地热能转换为电力的研究和开发工作。据对22个国家和地区的调查，1976年地热发电的装机容量为1325MW。

中国自20世纪60年代开始有计划地对地热能进行研究和开发，全国20多个省、市、自治区先后钻凿了数百口热水井，用于采暖、沐浴、农业温室，以及纺织产品洗涤等。自1975年起，在西藏羊八井钻了数十口温度为150℃的蒸汽井，并建立了地热电站。