随着经济的发展和人们不断追求更高水准的生活环境，公共建筑和住宅的冬季供暧和夏季空调已经成为普遍的要求，传统的空调系统通常分别设置冷源（制冷机）和热源(锅炉）。如今，供暧和空调能耗所占全社会的份额节节攀升。作为传统热源的燃煤锅炉，不仅能源利用率低，而且还会给大气造成严重的污染，因此在一些城市中，燃煤锅炉在被逐步淘汰，而引进的燃油、燃气锅炉则运行费用很高，而且逐年增长。
与此同时，室外环境污染和自然资源枯竭的问题已经成为全社会关注的焦点。这样，热泵技术就成为一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。热泵技术的理论基础起源于1824年卡诺发表的关于卡诺循环的论文。30年后开尔文提出“冷冻装置可以用以加热”，1852年威廉?汤姆逊发表论文，提出用空气作为工质的热泵技术，到1927年英格兰一台用空气作热源的家用热泵安装成功，日本是在1937年开始釆用透平式压缩机，以泉水作为低温热源为建筑物进行空气调节，1938年第一台较大的热泵装置在苏黎世投入运行。这台热泵装置以河水作为热源，装有一台回转式压缩机，工质是R12，用来向市政厅供热，其输出功率175kW，输出水温60°C，而且此热泵装置夏季也能制冷。此后在欧洲的瑞士和英国，热泵的数量已经很可观。20世纪70年代初期，人们广泛的认识到矿物燃料在地球上是有限的，1973年“能源危机”的出现更加深了人们对地球能源有限性的认识。而热泵以其回收地下岩土、空气、水等物质中的低温热源的热量、节约能源、保护环境的特点得到了广泛的应用。
70年代以来，欧洲各国和苏、日、美、澳等国家对热泵研究工作十分重视。苏、英、法、联邦德国、丹麦、瑞典、挪威等国家都参加了世界能源组织1976年成立的“国际热泵委员会”。目前，世界各国对热泵技术应用的兴趣越来越浓，欧洲、日本、北美的制造厂商都为工业、商业、民用建筑提供了大量热泵。诸如国际能源机构和欧洲共同体都制定了大7型热泵发展计划，并且，不少现有热泵技术和新技术试验，在新领域中的推广应用工作也正在进行和规划当中。
而热泵的用途也在不断开拓，不仅仅用于釆暧空调系统上，而且在工农商业上也得到广泛的应用。热泵工业正在迅速成长，它将在节约能源方面起到重大的作用。地球上的能源种类众多，热泵技术釆的是来自太阳的辐射能，且通过各种类型的转化过程而储存于地球上可再生能源（水能、风能、地能）。
热泵的作用是能够将低温位能源的热量提升为高温位能量。热泵技术是一个相对成熟的技术，“源”的问题是热泵技术的关键。机械压缩式热泵运行时，通过蒸发器从热源中吸取热量，再通过冷凝器向用热对象提供热量，故热源温度的高低是影响热泵运行性能和经济性能的主要因素之一。在一定的供热温度条件下，热泵热源温度与供热温度之间的温差越小，热泵的制热效率越高。因此作为热泵的热源应满足如下一些要求：热源应能提供足够的热量；热源温度尽可能高，使热泵的温升尽可能小，以提高热泵的制热系数；热源温度的时间特性和供热的时间特性尽量一致；热源能量的提取要尽量减小动力消耗；热源对换热器应无腐蚀作用；热泵的热源可分为两大类。一类是自然热源，热源温度较低，如空气、水（地下水、地表水、江、河、湖等）、土壤和太阳能等；另一类为生活和生产排热，这类排热温度较高，如废气、废水等。空气作为低温位热源，可以取之不尽，用之不竭，而且是随时随地无偿地获取。但是空气的比热容小，当工质温度与环境空气温度相差10C时，要从空气中吸收1kw的热量，就需有360m3/h的空气流量。
可供热泵作为低温位热源用的水，有地下水、地表水、城镇污水、工业废水等，水的比热容大，传热性能好，水温一般很稳定。地表水相对空气来说，可算是高品位热源，虽然冬季结冰，只要有一定深度，冰层下有足够的水，均可作为低温位热源使用，可获得较好的效果。我国拥有绵长的海岸线，沿海地区可充分利用海水资源作为热泵冷热源。地下水是热泵良好的低温位热源，水温随季节气温的变化较小，水温比当年的平均气温高1～2C，在我国华北地区为14±1C，华东地区为18±1C，东北地区为10±1C，釆用地下水时应注意水的回灌和回灌水对地下水层的污染等问题。城镇污水、工业废水的温度较高，是很好的低温位热源，只要做好去污除尘，利用价值较高。特别要注意的是，目前已经釆用深层地下高温水供暧的建筑物尾水作为热泵的热源最佳。土壤同样是热泵的一种良好低温位热源，温度相对稳定，并有一定的蓄能作用。但由于土壤的传热性能欠佳，要较大的换热面积，导致建筑物周围要有足够大的可使用面积。
土壤的传热性能取决于导热率、密度、比热容和含水量。不同地区地质结构不同，物理特性各异，作为低温位热源效果也各自不同。太阳能集热器在实际运行中，受季节、昼夜、时间、气候的影响较大，釆用太阳能供热，在技术上和经济上都存在一些问题有待研究。太阳能集热器与热泵的联合运行，使太阳能集热器在低温下集热，再由热泵装置升温给供热系统，这是一种利用太阳能较好的方案。太阳能——土壤源热泵系统是以太阳能和土壤热为复合热源的热泵系统，是太阳能与地源热泵综合利用的一种形式。太阳能与地源热泵结合具有很好的互补性。太阳能可以提高地源热泵进液温度，提高运行效率。地源热泵可以补偿太阳能的间歇性。
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