Poznamo dva sistema izkoriščanja zemeljske toplote. Zemeljski kolektor ali zemeljske sonde. Zemeljski kolektor predstavlja pri nas najbolj razširjen in investicijsko najbolj učinkovit sistem izkoriščanja obnovljivih virov energije. Res pa je, da potrebujemo sorazmerno veliko površino iz katere črpamo toploto. Osnovo predstavljajo cevi (ponavadi plastične) položene v zemljo, v določenem zaporedju ter z določenim razmakom, napolnjene z medijem proti zmrzovanju. Te cevi nam predstavljajo toplotni prenosnik, kateri nam dobavlja energijo iz zemlje. Zemeljske sonde pa se uporabljajo predvsem za večje objekte, kjer potrebujemo večjo količino energije in se investicija hitreje povrne. Velikokrat se vgradijo tudi tam kjer se pri vrtanju izkaže, da je podtalnica pregloboko ali pa je sploh ni ter se tako obstoječo vrtino poglobi ter vanjo vstavi sondo.

Velika prednost izkoriščanja podtalne vode kot vira ogrevanja je njena konstantno ťvisokaŤ temperatura (cca. 10 C) skozi vse leto, kar nam omogoča konstantno visoko grelno število. Vendar pa se pri izkoriščanju podtalnice pojavijo drugi problemi. Najprej potrebujemo dovoljenje pristojnega organa za njeno izkoriščanje. Za tem nastopi vprašanje ali podtalno vodo sploh imamo in na kakšni globini. Zagotovil, da bomo vodo našli na določeni globini, ni. Tako vedno obstaja nevarnost, da bo vrtanje zaman ali pa bo potrebno vrtati bolj globoko za vstavitev sonde kot vira ogrevanja.

Naslednji problem, ki se pojavi je kvaliteta podtalnice in njena agresivnost, ki lahko povzroči okvare toplotne črpalke. Ta problem se rešuje z vgraditvijo toplotnega izmenjevalnika pred toplotno črpalko, kar pa zopet prinese dodatne stroške ter za določen procent manjše grelno število. V kolikor okoli objekta nimamo dovolj prostora za zemeljski kolektor, pa izkoriščanje podtalnice še vedno predstavlja najboljšo alternativo.

Kot že ime pove izkorišča ta toplotna črpalka energijo zraka. Zrak predstavlja neizčrpen vir, ki pa je dokaj neenakomerno razporejen preko leta. V zimskem času, ko potrebujemo največ energije nam jo zrak nudi najmanj. Toplotne črpalke so razvite že do te mere, da delujejo tudi do -25 C zunanje temperature, vendar je izkoristek pri tako nizkih temperaturah majhen, pojavi pa se tudi problem nabiranja sreža na uparjalniku. Zato se toplotne črpalke zrak-voda v glavnem uporabljajo v bivalentnih sistemih ogrevanja, kjer moramo v najhladnejših dnevih še vedno uporabljati dodaten vir ogrevanja.

Tako so toplotne črpalke zrak-voda zelo razširjene predvsem za ogrevanje sanitarne vode v poletnem času, medtem ko pozimi, ko kurimo peč toplotno črpalko, ugasnemo. Z takšnimi toplotnimi črpalkami pa lahko tudi učinkovito ohladimo določeni prostor (npr. klet).