热泵利用大地（土壤、地层、地下水）作为热源，可称为“地源热泵”。下面我们将地源热泵按不同的热源进行分类。

1、地下水源热泵地下水源热泵的热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。经过换热的地下水可以排入地表水系统，但对于较大的应用项目通常要求通过回灌把地下水回灌到原来的地下水层。地下水若水质良好便可直接进入热泵进行换热，这样的系统成为开式环路。由于地下水温常年基本恒定，夏季比室外空气源热泵高，COP值一般在3~4.5，并且不存在结霜等的问题。

2、地表水热泵地表水热泵系统的热源一般为池塘、湖泊或河溪中的地表水。在靠近江、河、湖、海等大体量自然水体的地方，利用这些自热水体作为热泵的低温热源是值得考虑的一种空调热泵形式。当然，这种地表水热泵系统也受到自然条件的限制。此外，由于地表水温度受气候的影响较大，与空气源热泵类似，当环境温度越低时热泵的供热量越小，而且热泵的性能系数也会降低。一定的地表水体能够承担的冷热负荷与其面积、深度和温度等多种因素有关，需要根据具体情况进行计算。

3、地埋管地源热泵地埋管地源热泵系统是利用地下岩土中热量的闭路循环的地源热泵系统，通常称之为“闭路地源热泵”、“地耦合地源热泵”，以区别于地下水热泵系统。它通过循环液在封闭的地下埋管中流动，实现系统与大地之间的传热。地源热泵一般由室外环路、制冷剂环路和室内环路三个环路组成。不同类型的热泵系统，其制冷剂环路和室内环路基本相同，但其室外环路各有不同。如分体空调的室外机作用之一是空气源热泵系统室外换热环路，而地埋管换热器则是地埋管地源热泵系统的室外环路。