实验室致力于拓展地球内部认知边界，攻关地热产业发展基础理论与前沿技术，聚焦深层地热资源成因与富集机理、复杂热储热-流-固-化多场耦合与高效取热机理等两个关键科学问题，设置3个研究方向：
1. 深层地热资源形成机制与富集规律
（1）深层地热构造动力学机制
（2）深层地热聚集机制
（3）深层地热资源分布规律
2. 深层地热资源勘查与评价方法
（1）深层地热系统地-物-化耦合响应机理
（2）地-物-化一体化综合勘查方法
（3）深层地热资源与选区选址评价方法
3.深层地热资源绿色高效一体化开发技术
（1）深层地热资源高效开采机理
（2）高效成井与热储体积改造技术
（3）绿色取热及伴生资源协同开发技术