Utilizând caracteristicile naturale ale Pământului, o pompă de căldură de la sol poate controla capacitatea de a încălzi și răci o zonă. O pompă de căldură terasă folosește conceptul de energie geotermală. Pentru a utiliza energia geotermală ca sistem de încălzire, pompa de căldură este plasată undeva în 10 m (3.05 picioare) superioare ale suprafeței Pământului, unde temperatura rămâne stabilizată între 50° și 61° F (aproximativ 10° până la 16° C) pe an. rundă. Aceasta înseamnă că sistemul își va încălzi casa sau clădirea în timpul iernii și o va răci în timpul verii, acționând ca un radiator.
Pentru a construi o pompă de căldură la sol, un sistem de conducte de cupru sau polietilenă trebuie plasat sub pământ și umplut cu agent frigorific. Pe măsură ce pompa deplasează fluidul prin conducte, acesta este răcit sau încălzit de sol, aducând în cele din urmă forțele de stabilizare a temperaturii în cameră. Acest concept este cunoscut sub numele de schimb direct.
Companiile care construiesc sisteme de încălzire cu energie geotermală proiectează procesul într-unul din două moduri: transfer apă-aer sau apă-apă. Pompele apă-aer amintesc de unitățile standard de aer condiționat, folosind componentele de răcire și încălzire ale pompei de căldură de la sol pentru a regla temperatura aerului prin ventilație. Sistemele apă-apă, pe de altă parte, funcționează mai mult ca un cazan tradițional, încălzind conductele de apă care circulă în întreaga clădire.
Unul dintre cele mai mari potențiale pentru tehnologia pompelor de căldură la sol este faptul că este considerată unul dintre sistemele moderne de încălzire ecologică disponibile consumatorilor. Deoarece sistemele nu folosesc combustibil sau substanțe chimice pentru încălzire sau răcire, impactul asupra mediului este practic neglijabil. Formele tradiționale de încălzire și răcire folosesc arderea pentru a încălzi apa și aerul, în timp ce mecanismele de răcire folosesc de obicei freon, un compus periculos pentru atmosferă. Se estimează că sistemele de pompă de căldură cu sursă terestră economisesc locuința medie cu 5,500 de tone de emisii de carbon, conform Administrației de Informații Energetice din SUA.
Prima utilizare a energiei geotermale sub formă de pompe de sol a avut loc în anii 1940, dar au fost relativ scumpe. Începând cu începutul secolului 21, costurile fiecărei unități au scăzut la aproximativ 2,500 de dolari SUA (USD) pe tonă de capacitate. Acest factor a stârnit interesul pentru tehnologie în multe sectoare ale economiei.