משאבת חום ממקור מים משתמשת במשאבי אנרגיית חום בדרגה נמוכה- הנוצרת על ידי ספיגת אנרגיה סולארית וגיאותרמית ממקורות מים רדודים כגון מי תהום, נהרות ואגמים. תוך שימוש בעקרון משאבת החום, הוא מעביר אנרגיית חום בדרגה- נמוכה לאנרגיית חום בדרגה- גבוהה יותר עם כמות קטנה של קלט אנרגיה חשמלית בדרגה גבוהה.
עקרון העבודה של יחידת משאבת חום מקור מים הוא העברת חום מהבניין למקור המים בקיץ; בחורף, הוא שואב אנרגיה ממקור המים בטמפרטורה קבועה יחסית-, משתמש באוויר או במים כחומר קירור כדי להעלות את הטמפרטורה, ולאחר מכן מעביר אותה לבניין. בדרך כלל, משאבת חום מקור מים צורכת 1kW של אנרגיה כדי לספק למשתמש יותר מ-4kW של חימום או קירור. משאבות חום ממקור מים מתגברות על החסרונות של משאבות חום מקור אוויר, כגון כפור מחליף חום חיצוני בחורף, ומציעות גם אמינות תפעולית גבוהה ויעילות חימום, מה שמוביל ליישומן הנרחב בסין בשנים האחרונות.