Maalämpöpumppu voi hyödyntää maapallon luonnollisia ominaisuuksia hyödyntämällä alueen lämmitys- ja jäähdytyskykyä. Maalämpöpumppu käyttää geotermisen energian käsitettä. Maalähteen hyödyntämiseksi lämmitysjärjestelmänä lämpöpumppu sijoitetaan jonnekin maapallon pinnan yläpuolelle (10 m), jossa lämpötila pysyy vakaana noin 3.05 ° C – 50 ° C (61 ° – 10 ° F) välillä pyöristää. Tämä tarkoittaa, että järjestelmä lämmittää taloa tai rakennusta talven aikana ja jäähdyttää sitä kesällä toimimalla jäähdytyselementtinä.
Maalämpöpumpun rakentamiseksi kuparista tai polyeteenistä valmistettu putkisto on sijoitettava maan alle ja täytettävä kylmäaineella. Kun pumppu liikuttaa nestettä putkiston läpi, se jäähdyttää tai lämmittää maaperää ja tuo lopulta lämpötilan vakautusvoimat huoneeseen. Tämä käsite tunnetaan suorana vaihtona.
Maalämpöenergian lämmitysjärjestelmiä rakentavat yritykset suunnittelevat prosessin kahdella tavalla: vesi-ilma-siirto tai vesi-vesi-siirto. Vesi-ilma-pumput muistuttavat tavallisia ilmastointilaitteita, joissa käytetään maalämpöpumpun jäähdytys- ja lämmitysosia säätämään ilman lämpötilaa ilmanvaihdon avulla. Vesi-vesi-järjestelmät puolestaan toimivat enemmän kuin perinteinen kattila, joka lämmittää vesiputkia, jotka kulkevat koko rakennuksessa.
Yksi suurimmista potentiaalista maalämpöpumpputekniikassa on se, että sitä pidetään yhtenä nykyaikaisista vihreistä lämmitysjärjestelmistä kuluttajien saatavilla. Koska järjestelmät eivät käytä polttoainetta tai kemikaaleja lämmittämiseen tai jäähdyttämiseen, ympäristövaikutukset ovat periaatteessa vähäiset. Perinteiset lämmitys- ja jäähdytysmuodot käyttävät palamista veden ja ilman lämmittämiseen, kun taas jäähdytysmekanismit käyttävät yleensä freonia, joka on ilmakehälle vaarallinen yhdiste. Maalämpöpumppujärjestelmien arvioidaan säästävän keskimäärin 5,500 tonnia hiilidioksidipäästöjä Yhdysvaltain Energy Information Administrationin mukaan.
Maalämpö käytettiin ensimmäistä kertaa maapumppujen muodossa 1940 -luvulla, mutta ne olivat suhteellisen kalliita. 21. vuosisadan alussa kunkin yksikön kustannukset olivat laskeneet noin 2,500 dollariin (USD) kapasiteettitonnilta. Tämä tekijä on herättänyt kiinnostusta tekniikkaa kohtaan monilla talouden aloilla.