A talaj mélyebb rétegeiben a hőmérséklet állandó 12-14 Celsius fok, amelyet a talajszondákban áramoltatott folyadék segítségével „összegyűjtünk”, majd a hőszivattyúval magasabb hőfokszintre emelünk és az így nyert hőenergiát fűtésre, melegvíz előállításra tudjuk hasznosítani. A rendszer fordítva is üzemeltethető, ebben az esetben az épületből elvont hőenergiát a talaj mélyebb rétegeinek „adjuk át”. Így megvalósul a talaj lényegében „akkumulátor” szerepe, ahonnan télen energiát veszünk ki, nyáron pedig energiát tárolunk be. Igen fontos körülmény, hogy az épület szigetelése megfelelő legyen, mivel a legnagyobb hatékonyság akkor érhető el, ha a kinyert hőmérséklet és a szükséges fűtési hőmérséklet között minél kisebb a különbség.
Éppen ezért a hőszivattyús rendszerek általában úgynevezett „alacsony hőfokú” rendszerek, amelyek a nagyobb hőleadó felületek alkalmazása során (padló és mennyezet) igazán hatékonyak. Megfelelő hőszigeteltség esetén akár a hagyományos radiátoros rendszerekkel is eredményesen üzemeltethető.

A hőszivattyús rendszerek hatékonyságát az úgynevezett COP (Coefficient of Performance) mutatóval fejezhetjük ki. Egy megfelelően átgondolt és kivitelezett geotermikus rendszer 4 kW hőteljesítményt tud előállítani 1 kW villamos teljesítmény felhasználásával, ami így 4-es COP-nak felel meg. A legmodernebb kondenzációs gázkazánokhoz képest a megtakarítás fűtési üzemben kb. 50% lehet. Fontos megjegyezni, hogy a talajszondás rendszer esetében a talaj állandó hőmérséklete folyamatosan biztosítja ezt az értéket, míg a levegős hőszivattyúk hatásfoka a külső hőmérséklet csökkenésével arányosan romlik, amely többlet villamosenergia-szükségletet eredményez. A geotermikus hőszivattyús rendszer látható elemei kizárólag a gépházban fellelhetők, nincs szükség külső, zajos egységekre, amelyek a tulajdonost, vagy esetleg a szomszédot zavarnák. A geotermikus hőszivattyú egy családi ház esetében nem nagyobb egy hűtőgépnél. Ehhez csatlakozik még egy úgynevezett „puffer”- és egy használati melegvíz tartály. Ezek az egységek egy átlagos (7-8m2)méretű gépészeti helyiségben kényelmesen elhelyezhetők. A talajszondák telepítése nem jár nagy földmunkával, utólag is elvégezhető, minimális rekonstrukcióval. A fúrást előzetes helyszíni szemle, tervezés-engedélyeztetés, geológiai vizsgálat, esetenként próbafúrás előzi meg, a biztonságos telepítés érdekében. Új építések esetén célszerű ezeket a munkákat az alapozással, illetve a nagy külső földmunkákkal egyidejűleg elvégezni. A tervezéskor előre meghatározzuk az épületen belül szükséges munkákat, gépházi elrendezést.