地源熱泵遵循逆卡諾原理，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，并送到高溫環境TH中去，從而達到不能直接利用的低溫熱回收利用起來。地源熱泵根據地下換熱器的形式不同可以分為開式和閉式。閉式循環系統有水平埋管和直埋式兩種，其循環介質完全被封閉在管路中，不受外界環境干擾。垂直埋管式地源熱泵適合于用地比較緊張的城市地區，而且恒溫效果好，維護費用少。一般采用φ100~φ150的孔徑，孔深100~300m，空間距為4~10m。地下管線采用高密度聚乙烯(HDPE)管或聚丁烯(PB)管，管線口徑φ25~φ35mm，鉆孔總長度由建筑面積大小而定。正常是每平方米建筑面積鉆孔1m左右。各孔內管線的連接方式有并聯和串聯。每一鉆孔內可以放單“U”型管，也可以放雙“U”型管。孔內用與地層巖土成分相近的材料(一般為膨潤土水泥或硅砂)充填。 埋入地下鉆孔中的地下換熱器一進一回形成回路與大地進行換熱。地源熱泵在于夏季利用冬季蓄存的冷量供冷，同時蓄存熱量，以備冬用;冬季利用夏季蓄存的熱量供熱，同時蓄存冷量，以備夏用。夏熱冬冷地區供冷和供暖天數大致相同，冷暖負荷基本相當，可用同一地下埋管換熱器實現建筑的冷暖聯供，實屬一種節能又保護環境的綠色空調。通常地源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW左右的熱量或冷量。
