其采用循環流動于共用管路中的水、從水井、湖泊或河流中抽取的水或在地下盤管中循環流動的水為冷（熱）源，制取冷（熱）風或冷（熱）水的設備；包括一個使用側換熱設備、壓縮機、熱源側換熱設備，具有單制冷或制冷兼制熱功能。
按使用側換熱設備的形式分：冷熱風型水源熱泵機組，冷熱水型水源熱泵機組
按冷（熱）源類型分：水環式水源熱泵機組，地下水式水源熱泵機組，地下環路式水源熱泵機組。
水源熱泵機組中的液態制冷劑，在蒸發器中吸收地下水的低品位熱能后，蒸發成低溫低壓的氣態制冷劑，被壓縮機壓縮成高溫高壓的氣態制冷劑后送入冷凝器。在冷凝器中的高溫高壓的氣態制冷劑經過換熱將熱量傳給建筑物的循環水（地熱或暖氣散熱片），給建筑物放熱后，冷凝成液態后重新回到蒸發器中，重復吸熱、換熱的過程。
水源熱泵環境效益顯著。
水源熱泵機組的運行沒有任何污染，可以建造在居民內，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。
一機多用，應用范圍廣。
水源熱泵系統可供暖、供冷，還可供生活熱水，一機多用，一套系統可以替代鍋爐和空調兩套裝置。特別是對于同時有供暖和供冷要求的建筑物，水源熱泵有明顯的優點。不僅節省了大量能源，而且減少了設備的初投資。
水源熱泵熱水機是一種利用熱泵機組將地下水、廢熱廢水，空調冷卻塔水、空調冷凍水中的熱量，轉換成50℃～60℃的熱水。其能效比高于空氣源熱泵20%～30%，運行更加節能。
