Les gîtes géothermiques à basse température ne peuvent être exploités qu'en vertu d'un permis d'exploitation accordé par l'autorité administrative.

Le titulaire d'une autorisation de recherches peut seul obtenir, pendant la durée de cette autorisation, un permis d'exploitation qui englobe les emplacements des forages autorisés ou qui est situé en tout ou en partie à l'intérieur du périmètre de cette autorisation.
De plus, si ses travaux ont fourni la preuve qu'un gîte est exploitable et s'il en fait la demande avant son expiration, le titulaire de l'autorisation a droit à l'octroi d'un permis d'exploitation.

Le permis d'exploitation confère un droit exclusif d'exploitation dans un volume déterminé, dit « volume d'exploitation », défini par un périmètre et deux profondeurs.
L'arrêté portant permis d'exploitation peut limiter le débit calorifique qui sera prélevé. Il peut également imposer toutes dispositions concernant notamment l'extraction, l'utilisation et la réinjection des fluides calorifères et des produits qui y seraient contenus et, plus généralement, les obligations relatives au respect des intérêts mentionnés à l'article L. 161-1. Il peut abroger l'autorisation de recherches dont dérive le permis d'exploitation, ou réduire les droits qui y sont attachés.

Les dispositions des articles L. 131-3 et L. 131-4 s'appliquent à l'exploitation des gîtes à basse température.

La durée initiale de validité du permis d'exploitation ne peut excéder trente ans.

L'arrêté initial portant permis d'exploitation ou un arrêté ultérieur de l'autorité administrative peut, à la demande du pétitionnaire, fixer un périmètre de protection à l'intérieur duquel peuvent être interdits ou réglementés tous travaux souterrains susceptibles de porter préjudice à l'exploitation géothermique. La détermination du périmètre de protection, lorsqu'elle n'est pas prévue par l'arrêté initial portant permis d'exploitation, est effectuée selon la procédure prévue à l'article L. 124-5. Le périmètre de protection peut être modifié ou supprimé dans les mêmes formes que celles prévues pour sa détermination.