地温要用特制的地温表来测量。地表温度的测量是将温度表平放地地面，使表身和感应球部一半埋没于土中，一半裸露于空气中；测量地中温度是将温度表埋入某一深度土壤中，以其球部中间部位距地面深度为准。
地面温度是大气与地表结合部的温度状况，地面表层土壤的温度称为地面温度，地面以下土壤中的温度称为地中温度。
为了便于读数和准确测量某一深度土壤温度，地中温度通常采用特制的曲管地温表来测量。曲管地温表感应球部与表身成135度角连接，安装时，只要将表身与地面成45度倾斜角埋入土壤中即可。气象站一般观测地面以及地面以下5厘米，10厘米，15厘米，20厘米，40厘米，80厘米，160厘米和320厘米深度的地温，以及地面每天的最高、最低温度。
1、纬度因素
纬度不同的地区，年平均正午太阳高度不同。太阳高度角大，则太阳光穿过大气的路径短，削弱少；散布面积也小，光热集中。太阳高度角小，则太阳光穿过大气的路径长，削弱多；散布面积也大，光热分散。这是地面温度大致由低纬向两极递减的主要原因。
2、气象因素
如果是多云天气，白天大气对太阳辐射的削弱作用较大，可以降低地面温度；夜晚大气逆辐射较强，保温作用较强，可提高地面温度。如果是少云天气，情况就相反。
3、昼夜长短因素
地球上除了赤道，其余地区的昼夜长短都有季节变化。夏季昼长夜短，冬季昼短夜长。所以，夏季地面温度较高，冬季地面温度较低。
4、下垫面因素
下垫面是指与大气下层直接接触的地球表面。下垫面反射率低，地面吸收多，升温幅度大；下垫面反射率高，地面吸收少，升温幅度小。这也是世界各地地面温度的变化，并不完全与纬度的变化相一致的重要原因。
地温与气温两者均是温度的一种。地温是气象观测项目之一，更是十分有用的气候资源。气温是在观测场中离地面1.5米高的百叶箱中的温度表上测得的，由于温度表保持了良好的通风性并避免了阳光直接照射，因而具有较好的代表性。气温的差异是造成自然景观和生存环境差异的主要因素之一，与生活关系非常密切。
地面结构的不同，夏天阳光直射地方的地表温度是当地气温的1－2倍；冬天阳光直射地方的温度比气温高5-8度。气温是空气温度，太阳的热能被地面吸收后，地面再通过辐射、传导和对流把热传给空气，这是空气中热量的主要来源。太阳辐射直接被大气吸收的部分使空气增热的作用极小，正是由于这个原因，地表温度都会高于气温。
空气是透明的，吸收热量少，而地面将光能几乎全转变成热量，所以地面温度高于空气温度。
白天，阳光普照，大地接收热量后地面的温度逐渐升高。到太阳落山以后，近地面的气温渐渐降低，地表的温度也随之开始下降。可见，日出日落，地温表现出明显的日变化。同时随着四季变化，也存在明显的年际变化。这些变化一般随深度增加而减小。地温最高、最低值的出现时间，随深度增加而延迟。
地温的高低对近地面气温和植物的种子发芽及其生长发育，微生物的繁殖及其活动，有很大影响。地温资料对农、林、牧业的区域规划有重大意义。除此，高原冻土带修建铁路，地下矿产和地热资源开采等都需要参考多年的地温资料。
地面温度（ground temprature）是指地表面和以下不同深度处土壤温度的统称。指一定口径的蒸发器中的水因蒸发而降低的深度。单位为摄氏度(℃)，相关知识内容如下：
水源热泵技术通过抽取与地层相同温度的地水，并通过机组与抽取的地下水进行换热后，在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，实现制冷；而在冬季，则从水源中提取能量，并通过热泵技术把提取出的能量送到建筑物中，实现供暖，根据系统负荷量及需水量的大小、地层的出水能力和回灌能力来设计抽水井和回灌井的数量，实际上，水源水经过热泵机组后，只是交换了热量，水质几乎没有发生变化，经回灌至地层或重新排入地表水体后，不会造成对于原有水源的污染。
地温的利用主要是采用地能热泵技术将水或土壤中的低温热能提取出来加以利用。地能热泵技术就是利用浅层地表温度与气温之间存在的温差，通过提取和释放地层中的能量，实现冬季供暖和夏季制冷。地能热泵技术包括水源热泵技术和地源热泵技术，若地质条件较好，浅层地下水丰富且易回灌时通常采用水源热泵；若地质条件不好时可采用地源热泵。