热泵是在高位能的拖动下，将热量从低位热源流向高位热源的技术。它可以把不能直接利用的低品位热能(如空气、土壤、水、太阳能、工业废热等)转化为可利用的高位能，从而达到节约部分高位能(煤、石油、天然气、电能等)的目的。利用低位能的热泵技术可以节约燃料、合理利用能源、减轻环境污染，作为一条节能与环保并重的途径。有研究表明，与区域锅炉房的能耗比较，相同容量的热泵站的能耗：用河水(5～6.6℃)作为低位热源时，年节煤率为12.68～14.08%；用海水(12～13.6℃)作为低位热源时，年节煤率为21.59～39.98%；用工业废水(18～20℃)作为低位热源时，年节煤率为39～39.98%。热泵的效率与建筑物室内和室外环境的温差有关，温差越小，热泵的效率越高。有研究表明，从热泵机组冬季运行中除霜的角度来看，空气源热泵的使用不但与室外温度有关，而且与室外大气的相对湿度有密切关系，这大大限制了它的使用范围。采用地源热泵系统，由于土壤的温度比室外空气温度更接近室内的温度，若设计合理，地源热泵可以比空气源热泵具有更高的效率和更好的可靠性。
另外，因为相同体积流量水的热容是空气的3500倍，水与制冷剂的换热效果远好于空气与制冷剂的对流换热，因此地源热泵的换热盘管要比空气源热泵小得多且地源热泵系统的构件较少使其运行费用可以降低。