Le principe de la pompe à chaleur à eau est qu'elle puise la chaleur contenue dans une nappe phréatique ou un cours d'eau à proximité du logement. On parle de géothermie mais aussi d'hydrothermie.

Les pompes à chaleur à eau fonctionnent le plus souvent  grâce aux nappes phréatiques, car la température de l'eau est stable et suffisante. Mais les  cours d'eau, les lacs, ou les puits peuvent aussi constituer des sources de chaleur.

Un forage de 100 m de profondeur est souvent nécessaire pour atteindre la nappe. On recommande d'ailleurs souvent un système de deux forages, l'un pour le capteur et l'autre pour rejeter l'eau.

Les "plus" d'une pompe à chaleur à eau :

Les  basses températures n'influent pas sur la performance de ce type de pompe qui reste efficace s'il fait froid. Outre la chaleur constante, ce modèle offre de belles économies d'énergie.

Les "moins" d'une pompe à chaleur à eau :

Une nappe phréatique ou un cours d'eau à proximité de la pompe sont indispensables. Outre le caractère onéreux d'un tel modèle en raison notamment du forage nécessaire, ce dernier implique des démarches administratives pour creuser les sous-sols et entreprendre un chantier.