Grunnvann hentes opp fra vannførende løsavsetninger eller fra oppsprukkede fjellmassiver. Det er ofte usikkerhet rundt hvor mye grunnvann som er tilgjengelig, og rike grunnvannskilder finnes gjerne i store grunnvannsbassenger og nær elveleier og belter. Grunnvann er generelt en god varmekilde. Ved større dyp enn 10-15 meter er temperaturen nær uavhengig av årstiden. Vanlige temperaturer i Norge er mellom 4 og 9 grader. Uttak av varme er avhengig av vannemengde som kan pumpes opp fra brønnen og vanntemperatur. Det er viktig å undersøke vannkvalitet før man bestemmer seg for å benytte denne varmekilden. Forekomst av forurensninger som jern og mangan vil kan føre til skade på fordamper og driftstand for anlegget. Grunnvannet er som regel tilstrekkelig kaldt til at det også kan nyttes direkte til kjøling av ventilasjonsluft.