该技术的思路是，通过使CO2穿过地下几公里深的热区循环流动，把热量带到地表，然后利用这种热能发电。这一工艺可以把大量CO2保留在地下，避免其释放到大气层中。
最初提出这一概念是为了抽取地下深部的水以破碎热岩，然后把受热的水送到地表用以发电，最后再把水循环到地下。这项技术迄今裹足不前，原因在于，通过破碎热岩获取地热能并保持水的流动困难重重。目前世界上最先进的这类项目是欧盟在法国阿尔萨斯开展的Soultz—sous—Forets项目。该项目耗时20年，目前的发电量只有1.5兆瓦，可以满足1500户家庭的用电需求。但这一流程受到附近社区的敌视，因为破碎热岩可诱发轻微地震。
2000年，美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室的物理学提出用超临界C02（即一半是气体、一半是液体的加压C02）替代水。超临界C02的粘度低于水，因此在岩石中的运移更流畅。向下输入的超临界C02与向上运移的较热气体之间存在密度差，从而引起虹吸效应，这可大幅降低泵抽流体的功率损耗。尽管需要消耗一些宝贵的淡水资源，但是这种基于C02的项目可以把一家发电能力为500兆瓦的燃煤发电厂释放出的C02封存70年。
目前最大的问题是，超临界C02如何与岩石和矿物发生相互作用。超临界C02与水的关系极其复杂。采取基于水的方法时遇到的一个重大问题是，C02本身可能不会溶解出岩石中的矿物。但是，Symyx技术公司的材料学家指出，在超临界C02中加人一部分水可以形成一种溶解能力超强的“碳酸水”。
美国能源部近来从联邦刺激经济基金中拨出3.38亿美元，赞助开展地热能研究，其中1600万美元将由美国劳伦斯伯克利国家实验室主持的、与C02相关的9个项目及其他国家实验室、Symyx技术公司以及几所美国大学分享。
目前已知至少有一家开发商在为开展基于C02的地热开发野外示范工程筹措资金。2009年9月，总部设在美国盐湖城的地热开发商格林菲尔能源公司宣布与一家小型石油开发商在美国亚利桑那州与墨西哥的边境附近合资建立一家发电能力为2兆瓦、基于C02的示范性发电厂，钻探工作将于2010年开始，力图打到地下二氧化碳气层之下的热岩。据预测，从该地区获取的地热量足以产生800兆瓦的电力，而且在此过程中可以吸纳该地区6家大型燃煤发电厂所产生的大部分C02。
