在自然界中，水總是由高處流向低處，熱量也總是從高溫傳向低溫。人們可以用水泵把水從低處抽到高處，實現水由低處向高處流動，熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。
所以熱泵實質上是壹種熱量提升裝置，工作時它本身消耗很少壹部分電能，卻能從環境介質（水、空氣、土壤等）中提取4-7倍於電能的裝置，提升溫度進行利用，這也是熱泵節能的原因。
地源熱泵是熱泵的壹種，是以大地或水為冷熱源對建築物進行冬暖夏涼的空調技術，地源熱泵只是在大地和室內之間“轉移”能量。利用極小的電力來維持室內所需要的溫度。
在冬天，1千瓦的電力，將土壤或水源中4-5千瓦的熱量送入室內。在夏天，過程相反，室內的熱量被熱泵轉移到土壤或水中，使室內得到涼爽的空氣。而地下獲得的能量將在冬季得到利用。如此周而復始，將建築空間和大自然聯成壹體。以最小的低價獲取了最舒適的生活環境。 熱泵是需要冷凝器的熱量，蒸發器則從環境中吸熱，此時從環境取熱的對象稱為熱源；相反制冷是需要蒸發器的冷量，冷凝器則向環境排熱，此時向環境排熱的對象稱為冷源。 蒸發器冷凝器根據循環工質與環境換熱介質的不同，主要分為空氣換熱和水換熱兩種形式。 熱泵根據與環境換熱介質的不同，可分為：水—水式，水—空氣式，空氣—水式，和空氣—空氣式***四類。 利用空氣作冷熱源的熱泵，稱之為空氣源熱泵。空氣源熱泵有著悠久的歷史，而且其安裝和使用都很方便，應用較廣泛。但由於地區空氣溫度的差別，在我國典型應用範圍是長江以南地區。在華北地區，冬季平均氣溫低於零攝氏度，普通空氣源熱泵不僅運行條件惡劣，穩定性差，而且因為存在結霜問題，效率低下、新出了壹款超低溫空氣源熱泵專門針對華北地區的，超低溫空氣源熱泵穩定性好，效率高，具有高效除霜功能。 利用水或地熱作冷熱源的熱泵，稱之為地源熱泵。水和地熱是壹種優良的熱源，其熱容量大，傳熱性能好，壹般地源熱泵的制冷供熱效率或能力高於空氣源熱泵，但地源熱泵的應用常受到水源或地熱的限制。 地源熱泵系統按其循環形式可分為：閉式循環系統、開式循環系統和混合循環系統。對於閉式循環系統，大部分地下換熱器是封閉循環，所用管道為高密度聚乙烯管。管道可以通過垂直井埋入地下150－200英尺深，或水平埋入地下4－6英尺處，也可以置池塘的底部。在冬天，管中的流體從地下抽取熱量，帶入建築物中，而在夏天則是將建築物內的熱能通過管道送入地下儲存；¨對於開式循環系統，其管道中的水來自湖泊、河流或者豎井之中的水源，在以與閉式循環相同的方式與建築物交換熱量之後，水流回到原來的地方或者排放到其它的合適地點；對於混合循環系統,地下換熱器壹般按熱負荷來計算，夏天所需的額外的冷負荷由常規的冷卻塔來提供。
工作原理
地源熱泵則是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進行冷熱交換來作為地源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。
左圖為開式地源熱泵系統。右圖為冬季地源熱泵供暖原理圖。
空氣源 水源 土壤源