Lorsque l'eau souterraine est présente en quantité suffisante, avec une température et une qualité satisfaisante et à une profondeur aussi faible que possible, il est très économique d'utiliser une pompe à chaleur eau-eau: Même les jours les plus froids, la température de cette source de chaleur est constante à environ 10 degrés Celsius.

L'eau est pompée par un puits de pompage, la pompe à chaleur en extrait la chaleur, l'eau est ensuite redirigée vers la nappe phréatique par un puits d‘injection (en Région Wallonne, « l'eau utilisée » doit être dirigée vers le réseau d’égouts). En été, vous pouvez également utiliser la pompe à chaleur à eau souterraine pour rafraîchir votre habitation de façon passive. L'inconvénient de cette source de chaleur est, toutefois, le niveau élevé de la planification et une part relativement importante d’énergie nécessaire pour le fonctionnement de la pompe à eau. Donc, la solution eau-eau est particulièrement adaptée pour les grands bâtiments avec un besoin de chauffage et de refroidissement élevé.