Die Sole-Wasser-Wärmepumpe entzieht dem Erdreich Wärmeenergie zum Heizen.
Dafür werden entweder Erdsonden (senkrecht) oder Kollektoren (waagerecht) ins Erdreich eingebracht.
Erstere sind besonders dann geeignet, wenn im Garten wenig Platz ist. Durch die Kunststoffrohre der Sonden, beziehungsweise Kollektoren fließt Wasser mit Frostschutzmittel, das die Wärme der Erde aufnimmt. Der Verdichter der Wärmepumpe bringt sie auf wohlige Temperatur und gibt sie an das Wasser des Heizkreislaufs ab, die wieder abgekühlte Flüssigkeit in den Kunststoffrohren wird zurückgeführt. Das System ist also ein geschlossener Kreislauf.
Ein Sonderfall ist das Verlegen der Kollektorleitung in einem größeren Gewässer.
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt das Grundwasser als Energiequelle. Solche Anlagen sind teuer, denn es müssen zwei Brunnen Entnahme- gegraben werden: Ein Entnahme- sowie ein Schluckbrunnen. Letzterem wird das Wasser entnommene, abgekühlte Wasser wieder zugeführt. Energetisch sind diese Anlagen die effizientesten, denn Grundwasser hat im Winter eine höhere Temperatur als zum Beispiel Außenluft.