Pompa kalor sumber air menggunakan-sumber daya energi panas tingkat rendah yang dibentuk dengan menyerap energi matahari dan panas bumi dari sumber air dangkal seperti air tanah, sungai, dan danau. Dengan menggunakan prinsip pompa kalor, sistem ini mentransfer-energi panas tingkat rendah ke energi panas-tingkat lebih tinggi dengan sejumlah kecil-masukan energi listrik tingkat tinggi.
Prinsip kerja unit pompa kalor sumber air adalah memindahkan panas dari gedung ke sumber air pada musim panas; di musim dingin, sistem ini mengambil energi dari sumber air yang bersuhu-yang relatif konstan, menggunakan udara atau air sebagai zat pendingin untuk menaikkan suhu, lalu mengirimkannya ke gedung. Biasanya, pompa panas sumber air mengkonsumsi energi 1kW untuk menyediakan pemanasan atau pendinginan lebih dari 4kW kepada pengguna. Pompa kalor sumber air mengatasi kekurangan pompa kalor sumber udara, seperti penukar panas luar ruangan yang membeku di musim dingin, dan juga menawarkan keandalan operasional dan efisiensi pemanasan yang tinggi, yang menyebabkan penerapannya secara luas di Tiongkok dalam beberapa tahun terakhir.