地源熱泵的工作原理與家用電冰箱相同。透過製冷劑在蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥等部件中氣相變化（沸騰和凝結）的循環，將低溫物體的熱量傳遞到高溫物體中去。
地源熱泵是陸地淺層能源透過輸入少量的高品位能源（如電能等）實現由低品位熱能向高品位熱能轉移的裝置。通常地源熱泵消耗1kwh的能量，用戶可以得到4kwh以上的熱量或冷量。
地源熱泵的工作原理與家用冰箱相同。透過製冷在蒸發器、壓縮機、冷疑器和膨脹閥等部件中氣相變化的循環，將低溫物體的熱量傳遞到高溫物體中去。即從外部供給熱泵較小的耗功W，同時從低溫環境TL中吸收大量的低溫熱QL，熱泵就可以輸出溫度高得多的熱能QH，並送到高溫環境TH中去，從而達到不能直接利用的低溫熱回收利用起來。
地源熱泵空調系統主要分爲三個部分：室外地能換熱系統、水源熱泵機組系統和室內採暖空調末端系統。其中水源熱泵機組主要有兩種形式：水-水型機組或水-空氣型機組。三個系統之間靠水或空氣換熱介質進行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質爲水，與建築物採暖空調末端換熱介質可以是水或空氣
