Une pompe à chaleur est un système thermodynamique (fonctionnant à l'inverse d'un réfrigérateur). Constitué d'un compresseur (moteur de l'installation), d'un détendeur, et de deux échangeurs, (condenseurs et évaporateurs), ce système puise les calories d'un milieu pour les restituer dans un autre via les changements d'états du fluide frigorigène situé dans la pompe à chaleur.

Dans les pompes à chaleur géothermique, les deux échangeurs sont de type fluide/fluide et puisent leur énergie dans le sol ou dans l'eau (d'un puit ou d'une nappe phréatique). La température du sol restant constante au fil des saisons, le coefficient de performance est lui aussi constant.