En vandkildevarmepumpe udnytter-lavkvalitets varmeenergiressourcer dannet ved at absorbere sol- og geotermisk energi fra lavvandede vandkilder såsom grundvand, floder og søer. Ved at anvende varmepumpeprincippet overfører den lav-varmeenergi til højere-varmeenergi med en lille mængde-elektrisk energitilførsel af høj kvalitet.
Arbejdsprincippet for en vandkildevarmepumpeenhed er at overføre varme fra bygningen til vandkilden om sommeren; om vinteren udvinder den energi fra vandkilden med relativt konstant-temperatur, bruger luft eller vand som kølemiddel til at hæve temperaturen og leverer det derefter til bygningen. En vandvarmepumpe bruger typisk 1kW energi for at give brugeren mere end 4kW varme eller køling. Vandkildevarmepumper overvinder manglerne ved luftvarmepumper, såsom frosting af udendørs varmevekslere om vinteren, og tilbyder også høj driftssikkerhed og varmeeffektivitet, hvilket fører til deres udbredte anvendelse i Kina i de senere år.