Die im Untergrund ablaufenden Prozesse sind insbesondere im Hinblick auf geothermische Fragestellungen sehr komplex. Durch die Entnahme geothermalen Fluids und Reinjektion des abgekühlten Fluids ändert sich nicht nur die Temperatur des umgebenden Gesteins, sondern auch eine Vielzahl anderer Parameter. Durch die Druckabsenkung an der Förderbohrung und der Drückerhöhung an der Reinjektionsbohrung, ändern sich die Spannungen im Untergrund, zusätzlich treten thermische Spannungsänderungen auf. Begleitet werden die Änderungen der Temperatur und des Druckes durch chemischeWechselwirkungen  zwischen den gelösten Mineralen  und dem Reservoirgestein sowie den obertägigen Anlagenteilen.

Um die Auswirkungen dieser hochgradig gekoppelten Prozesse und ihre Auswirkung auf das geothermale Reservoir zu verstehen sind numerische Verfahren von großer Bedeutung. Hierbei werden die physikalischen und chemischen Prozesse durch Differentialgleichungen beschrieben und das aufgestellte Gleichungssystem mit mathematischen Verfahren wie z.B. der Finite Differenzen Methode oder der Finite Elemente Methode gelöst. Die numerische Modellierung kann somit verwendet werden um die ablaufenden Prozesse bei veränderlichen  Untergrundparameter und -gegebenheiten zu analysieren.

Je nach Ziel der Untersuchungen kommen dabei verschiedene Modellierungstools zum Einsatz. Diese sind u.a. OpenGeoSys für die Reservoirmodellierung, Abaqus für mechanische Probleme, TOUGHREACT, PhreeqC und Elmer für geochemische Fragestellungen sowie SOFI3D für die Ausbreitung seismischer Wellen.