Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe arbeitet mit zwei Brunnen, um die Heizung und das Brauchwasser zu erhitzen oder aber auch zur Nutzung einer Kühlung. Dabei ist das Grundwasser die regenerative Wärme-/Kältequelle. Aus dem Saugbrunnen wird das Grundwasser entnommen und zur Wärmepumpe geführt, welche dort die Wärme entzieht und für das Haus zum Heizen nutzt. Nachdem dies geschehen ist, fließt das erkaltete Grundwasser in den zweiten Brunnen, den Schluckbrunnen oder auch Sickerschacht, um wieder in das Grundwasser zurückgeführt zu werden. Die Brunnen können sehr unterschiedlich tief sein (zw. 4-20m), je nach Grundwasserstand.
Für die Errichtung der Brunnen ist eine wasserrechtliche Erlaubnis bei der Behörde erforderlich. Nachdem die Erlaubnis eingeholt wurde kann mit der Bohrung begonnen werden.
Der Brunnen muss so ausgebaut werden, dass eine ausreichende Grundwasserschüttung sichergestellt ist, eine Verlegung vermieden wird und die Alterung des Brunnen so langsam wie möglich verläuft. Sollte der Brunnen nach einer längeren Betriebszeit nicht mehr die erforderliche Leistung erbringen, kann er regeneriert werden; auch diese Maßnahme ist behördlich zu genehmigen.
Um eine Brunnen-/Wärmepumpenanlage fachgerecht zu planen, sind örtliche Boden- und Grundwasserkenntnisse sowie auch die technischen Erfordernisse der Wärme- und Kühlanlage erforderlich.
Bei der Tiefenbohrung wird das heiße Thermalwasser (zw. 90-105°C) aus bis zu ca. 4.500 m unter der Erdoberfläche geholt. Dieses Tiefenwasser ist in porösen Erdschichten, dem sog. Malm, eingelagert und kann an der Oberfläche direkt in ein Fernwärmenetz eingespeist werden, oder aber bei entsprechender Menge und Temperatur in einem Heizkraftwerk zu Strom genutzt werden.