Vandens šaltinio šilumos siurblys naudoja žemos kokybės{0}šilumos energijos išteklius, susidarančius absorbuojant saulės ir geoterminę energiją iš seklių vandens šaltinių, tokių kaip požeminis vanduo, upės ir ežerai. Naudodamas šilumos siurblio principą, žemos-klasės šilumos energiją perduoda aukštesnės-klasės šilumos energijai, naudodamas nedidelį aukštos-klasės elektros energijos kiekį.
Vandens šaltinio šilumos siurblio agregato veikimo principas – vasarą perduoti šilumą iš pastato į vandens šaltinį; žiemą jis išgauna energiją iš santykinai pastovios temperatūros vandens šaltinio, naudoja orą arba vandenį kaip šaltnešį temperatūrai pakelti, o tada tiekia ją į pastatą. Paprastai vandens šaltinio šilumos siurblys sunaudoja 1 kW energijos, kad vartotojas galėtų šildyti arba vėsinti daugiau nei 4 kW. Vandens šaltinio šilumos siurbliai įveikia oro šilumos siurblių trūkumus, tokius kaip lauko šilumokaičio apšalimas žiemą, taip pat pasižymi dideliu veikimo patikimumu ir šildymo efektyvumu, todėl pastaraisiais metais jie plačiai naudojami Kinijoje.