I movimenti della litosfera sono dovuti essenzialmente al calore interno della Terra. Esso è costituito dal calore immagazzinato dal pianeta durante la sua formazione, oltre che dalla radioattività delle rocce. Il calore accumulato durante la formazione della Terra, detto calore originario o primordiale, è dovuto alla conversione dell’energia cinetica in energia termica dei meteoriti che colpivano la superficie terrestre, e alla cosiddetta catastrofe del ferro, ovvero il fenomeno di formazione del nucleo con discesa del ferro verso il centro del pianeta e risalita del silicio, che ha dissipato molta energia potenziale gravitazionale sotto forma di calore da attrito. La fonte di calore principale sono attualmente i minerali radioattivi presenti nel mantello e nella crosta, che sprigionano il calore radiogenico.
Il granito è la roccia che contiene maggiori quantità di materiali radioattivi, e si trova prevalentemente nella crosta continentale. La crosta oceanica, ricca di basalto invece, è quindi riscaldata da parti più profonde della Terra.
Il gradiente geotermico è l’aumento della temperatura, espresso in °C, ogni 100m di profondità (in media 2-3°C). Il grado geotermico, invece, è l’intervallo di profondità a cui corrisponde un aumento di 1°C (in media 39m). La curva geoterma infine è il grafico che descrive l’andamento della temperatura in base alla profondità.
La quantità di energia termica che fuoriesce dalla terra per un certo spazio in tot di tempo si definisce flusso di calore. La sua unità di misura è l’Heat Flow Unit (HFU) ed è di circa 42 milliwatt su metro quadro (mW/m²). Esso può variare da 30 a 200mW/m², in media 60mW/m². Generalmente, il flusso di calore diminuisce con l’aumentare dell’età della roccia, in quanto regioni di litosfera più vecchie sono anche le più spesse e fredde.