In diesen Tiefen hat das umgebende Gestein im Durchschnitt Temperaturen oberhalb 100 °C. Es befinden sich auch kleine Mengen an Wasser in den Gesteinen. Allerdings ist die Durchlässigkeit der Gesteine oft  zu gering, um genug heißes Wasser zur Stromproduktion daraus fördern zu können. Die natürliche Permeabilität wird bei EGS mit Stimulationstechniken, wie der hydraulischen, oder der Säurebehandlung erhöht (enhanced). An der Erdoberfläche wird das Wasser über eine tiefe Bohrung in den Untergrund verpresst (Injektionsbohrung, Schluckbrunnen), dort erwärmt es sich auf dem künstlich geschaffenen Risssystem und wird über eine zweite Bohrung (Förderbohrung) wieder an die Erdoberfläche befördert. Das Ziel ist ein quasi geschlossener Thermalwasserkreislauf.

Anlagen, wie sie hier beschrieben wurden, werden auch HDR (Hot Dry Rock) oder als petrothermale Geothermie bezeichnet. EGS wird in Abgrenzung dazu gelegentlich auch für den Übergangsbereich zwischen hydrothermaler und petrothermaler Geothermie verwendet, also für untertägige Gegenheiten, bei denen zwar natürliche Wegsamkeit vorhanden ist, aber nicht ausreicht.

Definition

Der Bundeverband Geothermie hat petrothermal wie folgt definiert (alle drei Bedingungen müssen erfüllt sein):

1. Der Produktionshorizont ist das Grundgebirge oder eine geringpermeable Schicht (mit einer Permeabilität von weniger als 10^-14 m²), und
2. die Produktionsbohrung liefert ohne den Einsatz der Frac-Technik keine wirtschaftlich relevante Schüttung. Als wirtschaftlich relevant werden Bohrungen mit einem Produktionsindex von mindestens PI = 10^-2 m³ /(MPa.s) definiert, und
3. der Produktionsindex muss mit der Frac-Technik nachweislich mindestens um den Faktor 2 stimuliert (verbessert, enhanced) worden sein.