Geotermalno hlađenje je proces kojim se plitko tlo koristi unutar sustava za regulaciju temperature. Gornjih 10 stopa zemljine površine održava stabilnu temperaturu između 50° do 61°F (10° do 16°C). Ova stabilna temperatura koristi se pomoću geotermalnog uređaja za izvlačenje toplinske energije iz sustava i tako prijenos hladnih temperatura u toplije područje.
Temperatura površine gotovo nema utjecaja na tlo ispod linije mraza. Koristeći ovo znanje, pumpa se može postaviti ispod zemlje, u prostor kao što je podrum, koja učinkovito izvlači hladnu temperaturu iz zemlje. Ovaj uređaj je spojen na petlju od bakrene cijevi ili polietilena visoke gustoće, koji je doslovno zakopan ispod površine zemlje. Ova petlja sadrži rashladno sredstvo koje se pumpa kroz cijev, razmjenjujući toplu energiju u zgradi s hladnijom energijom u tlu i djeluje gotovo poput hladnjaka. Ovaj proces poznat je kao izravna izmjena i vrlo je učinkovit u održavanju lokacije na stabilnoj hladnoj temperaturi.
Geotermalno hlađenje koristi dvije različite metode za provedbu procesa hlađenja: sustavi voda-zrak ili sustavi voda-voda. Sustavi voda-zrak zamjenjuju centralne klimatizacijske sustave korištenjem tekuće rashladne tekućine za prijenos energije u zrak koja se zatim može upuhati kroz strukturu. Sustavi voda-voda koriste veliki sustav tekućine koja se širi po cijeloj zgradi koja se hladi, održavajući područje na stabilnoj temperaturi. Sustav voda-voda ima bonus da radi vrlo učinkovito i kod grijanja.
Ministarstvo energetike SAD-a procjenjuje da se svake godine u domove i poduzeća ugradi oko 50,000 geotermalnih rashladnih uređaja. Cijena po toni kapaciteta u prosjeku iznosi 2,500 američkih dolara (USD). Za prosječni dom potreban je aparat od tri tone. Ušteda energije znači da se uređaj isplati za otprilike pet do deset godina. Komponente unutar geotermalne rashladne pumpe traju otprilike 25 godina, dok bakrene ili polietilenske petlje postavljene u zemlju imaju vijek trajanja od 50 godina.
Glavna prednost korištenja geotermalnog hlađenja je da ne koristi gorivo ili kemikalije za regulaciju temperature. Centralni klima uređaji koriste materijale koji mogu biti štetni za okoliš. Oni također stvaraju emisije ugljika koje zagađuju atmosferu. S obzirom da prosječna kuća proizvodi 5,550 tona emisija svake godine prema US Energy Information Administration, geotermalno hlađenje je održiva opcija za smanjenje emisija stakleničkih plinova uz održavanje ugodnog kućnog okruženja.