中微子的存在形式有太阳中微子、大气中微子、反应堆中微子、超新星中微子及地球中微子等，不同的中微子性质不同。地球中微子（geo-neutrino）是地球内部放射性元素发生天然β-衰变产生的反电子中微子。
地球内部的主要放射性元素为238U、235U、232Th和40K(Arevalo et al., 2009)， 这些衰变链加在一起占地球内部产生的当今放射热的 99% 以上。 它们的天然衰变和释放热量公式如下，
其中，衰变产生的能量一部分为逃逸能量，另一部分以热量的形式释放出来。从衰变总能量中减去平均逃逸能量，可计算出平均每次衰变时的放射热。
地中微子携带有关地球内部放射源丰度的综合信息。地球中微子这一新兴领域的一个主要目标是从地中微子测量中提取有用的地质信息（例如，产生地中微子的单个元素的丰度及其在地球内部的空间分布）地球中微子的事例数和放射性元素的含量成一定比例。因此可以通过测量地球中微子的通量获得放射性元素衰变热量的信息，进而得到放射性地热的比例。
只有来自 232Th 和 238U 衰变链的地中微子可以通过自由质子的反β衰变机制检测到。 在中微子实验中，大型地下液体闪烁探测器记录了这种相互作用产生的闪光。正如 KamLAND 和 Borexino 合作所报告的那样，截至 2016 年，两个地点的地中微子测量值已开始限制地球内部的放射性加热量。第三个探测器（SNO+）于 2019 年开始收集数据。 中国的JUNO实验站正在建设中，预计于2021年上线。中国锦屏地下实验室计划进行另一项地中微子探测实验。
地球内部以大约 47 TW的速率辐射热量，不到入射太阳能的 0.1%。部分热量是由地球内部放射性同位素衰变产生的热量造成的。剩余的热量损失是由于地球的长期冷却、地球内核的增长（重力能和潜热贡献）以及其他过程。最重要的发热元素是铀 (U)、钍 (Th) 和钾 (K)。关于它们在地球上的丰度的存在较大的争论。存在各种成分估计，其中地球内部总放射性生热从低至 ~10 TW 到高达 ~30 TW。地壳中约有 7 TW 的生热元素，剩余的能量分布在地幔中；地核中 U、Th 和 K 的数量可能可以忽略不计。地幔中的放射性为地幔对流提供内部热量，这是板块构造的驱动因素。地幔放射性的数量及其空间分布——地幔成分在大尺度上是均匀的还是由不同的储层组成？——对地球物理学很重要。
地球的现有成分估计范围反映了我们对促成其形成的过程和组成部分（球粒陨石）的了解缺乏。更准确地了解地球内部的 U、Th 和 K 丰度将提高我们对当今地球动力学和早期太阳系地球形成的理解。计算地球中产生的反中微子可以限制地质丰度模型。弱相互作用的地中微子携带在整个地球体积（包括地球深处）中的丰度和位置的信息。从地中微子测量中提取有关地幔的成分信息是困难的，但也是可能的。它需要将地中微子实验数据与地球的地球化学和地球物理模型进行综合。现有的地中微子数据是反中微子测量的副产品，探测器主要用于基础中微子物理学研究。考虑到地球物理议程而设计的未来实验将有益于地球科学。已经提出了这种探测器的建议。