Principem tepelného čerpadla země – voda je cirkulující voda (nemrznoucí směs) v plastovém zemním kolektoru, která se průchodem zemním kolektorem „ohřívá“ o několik stupňů Celsia. Poté putuje do výměníku tepelného čerpadla země - voda (výparníku), který ji ochladí, tj. odebere z ní teplo. Tento cyklus se v tepelném čerpadlu země - voda neustále opakuje. Odebírat nízkopotenciální energii ze země můžeme buď z kolektoru horizontálního, tj. z rýh, kde v hloubce cca 1,5 m jsou uloženy plastové hadice, zde je ovšem nezbytný větší pozemek, nebo ze svislého vrtu. Ten má tu výhodu, že nepotřebuje téměř žádný pozemek, ale vrtné práce z něj činí nejnákladnější variantu tepelného čerpadla země - voda.