在地壳近地表的浅部，一方面把地球深处传导上来的热流散发到空间; 另一方面又接受来自太阳的辐射热。这种放热与吸热的相互作用，构成地壳浅部的地温场。据地温测量资料，地壳浅部地温场呈现分带现象，由上而下可分为变温带、恒温带和增温带等三带 (图1、图2)。

变温带位于地壳最上部，主要受太阳辐射热影响，温度发生周期性变化的层带。它可分为日变温带和年变温带。一般。日变温带深度仅1～2m;年变温带则可达15～30m。变温带内地温场的变化特点是，地温随地表气温呈近似正弦曲线的周期变化，但是两者变化不同步，地温比气温滞后一段时间，同时地温的变化幅度小于气温的变化幅度，并随深度增加而锐减(图3)。

恒温带位于变温带之下，太阳辐射热与地球内部热相互作用达到平衡、温度常年不变的层带。恒温带一般很薄。它的温度约比当地年平均气温高0.5～2℃。恒温带的深度多数在地表下15～30m。恒温带的深度和温度，在一定程度上反映一个地区的热状况和热历史，对评价深部地温、地热资源有参考意义。

增温带位于恒温带之下，主要受地球内部热流控制，温度随深度增加而增高的层带。增温带的温度随深度的变化率，用地温梯度或地温率表示。地温梯度又称地热梯度，是由地表向地心方向单位距离内温度增加的数值，通常用每100m或1000m深度内温度增加的数值表示(℃/100m或℃/1000m)。地温率是地温梯度的倒数。

地温梯度受多种因素影响。不同地区或同一地区不同深度的地温梯度均存在变化，但由地表向深部，地温梯度有变小的趋势，因而不能用浅部的地温梯度无限下推。实测的地温曲线可以反映一个地区的地热状况并计算相应的地温梯度 (图4)。