“热泵”这一术语是借鉴“水泵”一词得来。在自然环境中，水往低处流动，热向低温位传递。水泵将水从低处泵送到高处利用。而热泵可将低温位热能“泵送”(交换传递)到高温位提供利用。在我国《暖通空调术语标准(GB50155—92)》中，对“热泵”的解释是“能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机”；在《新国际制冷词典(New International Dictionary of Refrigeration)》中，对“热泵”的解释是“以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统”。可见，热泵在本质上是与制冷机相同的，只是运行工况不同。其工作原理是，由电能驱动压缩机，使工质(如R22)循环运动反复发生物理相变过程，分别在蒸发器中汽化吸热、在冷凝器中液化放热，使热量不断得到交换传递，并通过阀门切换使机组实现制热(或制冷)功能。在此过程中，热泵的压缩机需要一定量的高位电能驱动，其蒸发器吸收的是低位热能，但热泵输出的热量是可利用的高位热能，在数量上是其所消耗的高位热能和所吸收低位热能的总和。热泵输出功率与输入功率之比称为热泵性能系数，即COP值(Coeficient of Performance)。热泵有多种，以水作为热源和供热介质的热泵称为水源热泵。水源热泵性能系数(即COP值)高于空气源热泵，系统运行性能稳定。
水源热泵工程是一项系统工程，以水为载体的，采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水，甚至工业废水、污水等低品位热能借助热泵系统作为能源的高效节能、无污染、低运行成本的即可供暖又可制冷，而且同时还能提供生活热水的新型供热技术。一般由水源系统、水源热泵机房系统和末端散热系统三部分组成。其中，水源系统包括水源、取水构筑物、输水管网和水处理设备等。一般系统原理如下：
不论空气源热泵还是水源热泵，其作用是使办公、生活屋内在冬季采暖时向外界获取热量，夏季制冷时把屋内热量传至室外。在冬季采暖时空气源热泵是通过一定电能使压缩机工作从空气中吸收热量，而水源热泵则是从污水或地下水等水源吸取热量。因二者交换介质的温度不同，其功耗也不一样，冬季时空气温度一般在5℃或更低，而污水或地下水在14℃ 左右的恒温。因而在消耗同等电能的情况下水源热泵的吸收的热量比空气源热泵高。反之，在夏季制冷时，空气源热泵是向30℃ 以上的外界散发热量，水源热泵是向17℃ 的水源散发热量，在交换同等热量的情况下，水源热泵的效率更高，其能耗也就更低。
