Tepelné čerpadlá "zem - voda" využívajú teplotu pôdy na získanie tepelnej energie pre kúrenie a ohrev teplej vody. A to buď spôsobom pomocou plošného zemného kolektora alebo vertikálneho kolektora - vrty. Taktiež je možné využívať ako primárny zdroj teplotu vody - vŕtané studne so zapojením s medzivýmenníkom tepla.
Získavanie energie pomocou zemného plošného kolektora, ktorým prúdi nemrznúca zmes a je uložený v nezamŕzajúcej hĺbke, sú hlavnou výhodou nižšie počiatočné náklady v porovnaní s vrtmi. Nevýhodou sú väčšie výkopové práce, nutnosť väčšieho pozemku a na mieste, kde je uložený kolektor nemožno stavať. Tieto nevýhody odstráni druhý spôsob, kde na získanie tepelnej energie použijeme hĺbkové vrty. Ide však o drahšie riešenie. Výhodou je stabilná teplota zdroja tepla a tým nižšie prevádzkové náklady. Taktiež ako primárny zdroj sa môže využívať spodná voda - vŕtané studne, kde sa však používa zapojenie s medzivýmenníkom tepla. Pri použití týchto tepelných čerpadiel je možné spotrebu tepelnej energie pre vykurovanie a ohrev teplej vody v porovnaní s klasickými systémami na fosílne palivá znížiť až o 80%.
