以地下水作为低位热源，消耗少量的电能，实现热量由低温物体向高温物体转移，从而达到制冷或制热的热泵系统，称为地下水源热泵系统。该系统适合于地下水资源丰富。且当地资源管理部门允许开发利用地下水的场合。地下水源热泵系统是我国应用较早且较为普遍的一种地源热泵系统，其中大部分是以井水为低位热源。
地下水源热泵系统可分为地下水一水热泵机组和地下水一空气热泵机组(水环热泵机组)。还可以根据地下水供水系统，分为间接供水系统和直接供水系统。在间接供水的地下水系统中，使用板式换热器把地下水和水源热泵的循环水分开。而在直接供水的地下水系统中，地下水直接供给水源热泵机组，采用间接供水的地下水系统，可以保证水源热泵机组不受地下水水质的影响，防止机组出现结垢、腐蚀、泥渣堵塞等现象，从而延长机组的使用寿命。
典型的地下水源热泵空调系统原理是由地下水换热系统、水源热泵机组、和空调未端系统组成，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。
