Tepelné čerpadlá typu zem-voda sú technológie čerpajúce teplo z pôdy. Tento systém je zložený z vnútornej jednotky, ktorá je umiestnená priamo v dome (technickej miestnosti, kotolne alebo kdekoľvek inde v dome) a vonkajšieho kolektoru, ktorý je umiestnený v zemi. Zemný kolektor je druh potrubia, ktorým prúdi nemrznúca zmes a je uložené v zemi na pozemku pri dome. V závislosti od typu a spôsobu umiestnenia kolektora existujú tri typy čerpadiel tohto druhu.
Prvým typom je tepelne čerpadlo s plošným kolektorom. Plošný kolektor sa zväčša ukladá ako had do zeme v hĺbke 1,5 metra. Hĺbka uloženia kolektoru je veľmi dôležitá. Ak sa kolektor uloží príliš plytko, v zime zem okolo neho zamrzne a výkon čerpadla sa veľmi výrazne obmedzí. Naopak, ak sa kolektor uloží príliš hlboko, zem okolo neho sa v lete neprehreje a to znova ovplyvní výkon čerpadla. 1,5 metra predstavuje ideálnu hĺbku uloženia plošného kolektora nakoľko ide o nemrznúcu hĺbku a tiež hĺbku v ktorej dokáže slnko zem prehriať.
Druhým typom tepelného čerpadla zem-voda je čerpadlo so sondou v geotermálnom vrte. Ide o nákladné avšak účinnejšie prevedenie toho druhu čerpadla ako v prípade plošného kolektora. Namiesto zemného kolektora uloženého v hĺbke 1.5 metra v zemi vo forme hada je na pozemku realizovaný veľmi hlboký vrt. Tieto vrty majú rôzne hĺbky, v závislosti na výkone čerpadlá. Priemerne sa hĺbka pohybuje od 100 metrov. Do vrtu sa následne uloží geotermálna sonda (typ kolektoru) ktorá čerpá teplo zo zeme.
Posledným typom čerpadla zem – voda je čerpadlo s geotermálnymi košmi. Tento typ čerpadla je na Slovensku využívaný len málo, ide o veľmi nákladné prevedenie, kedy je kolektor v zemi uložený špirálovito od 1,5 metra do hĺbky a na pohľad toto uloženie pripomína koše.
Veľkou výhodou čerpadiel zem-voda je možnosť pasívneho chladenia, kedy v štandarde okrem vykurovania tepelné čerpadlo zabezpečí tiež vychladenie budovy. Ak sa rozhodnete pre typ tepelného čerpadla s plošným kolektorom (cenovo najprístupnejší variant) treba mať na zreteli, že na tomto kolektore nesmie byť umiestnený žiaden pevný základ (dlažba, záhradný domček a pod.) Čo sa týka rastlín, stromom ani iným záhradný rastlinám kolektor neprekáža a takisto ony neprekážajú kolektoru.