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，地源熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫：http://www.handingxny.com
所以地源熱泵實質上是一種熱量提升裝置，工作時它本身消耗很少一部分電能，卻能從環境介質（水、空氣、土壤等）中提取4-7倍于電能的裝置，提升溫度進行利用，這也是熱泵節能的原因。
地源熱泵是熱泵的一種，是以大地或水為冷熱源對建筑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。
地源熱泵機組裝置主要有：壓縮機、冷凝器、蒸發器和膨脹閥四部分組成，通過讓液態工質(制冷劑或冷媒)不斷完成：蒸發（吸取環境中的熱量）→壓縮→冷凝（放出熱量）→節流→再蒸發的熱力循環過程，從而將環境里的熱量轉移到水中。壓縮機：起著壓縮和輸送循環工質從低溫低壓處到高溫高壓處的作用，是熱泵（制冷）系統的心臟；蒸發器：是輸出冷量的設備，它的作用是使經節流閥流入的制冷劑液體蒸發，以吸收被冷卻物體的熱量，達到制冷的目的；冷凝器：是輸出熱量的設備，從蒸發器中吸收的熱量連同壓縮機消耗功所轉化的熱量在冷凝器中被冷卻介質帶走，達到制熱的目的；膨脹閥或節流閥：對循環工質起到節流降壓作用，并調節進入蒸發器的循環工質流量。根據熱力學第二定律，壓縮機所消耗的功（電能）起到補償作用，使循環工質不斷地從低溫環境中吸熱，并向高溫環境放熱，周而往復地進行循環。
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，室內的熱量被地源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，將建筑空間和大自然聯成一體。