Järjestelmässä hyödynnetään maahan tai veteen varastoitunutta auringon lämpöä, joka otetaan talteen porakaivolla tai keruupiirillä. Järjestelmän tuottamasta energiasta noin kaksi kolmasosaa on uusiutuvaa energiaa.

Lämpökaivo on yleisin, ja se sopii varsinkin saneerauskohteisiin, koska se ei vaadi laajoja kaivuutöitä tontilla. Kaivosta pumpulle tuleva lämmönkeruuneste on vuodenajasta riippumatta noin kolme astetta lämpimämpää kuin sisään kaivoon virratessaan.

Pintakeruupiiriä ympäröivä maa lämpenee hieman kesällä. Mutta silloin rakennuksen lämmitystarve on pienimmillään, joten hyöty on marginaalinen.

Lämpökaivon porauttaminen ja maalämpöputkiston asennuttaminen ovat aina luvanvaraista toimintaa. Siihen tarvitaan kunnan toimenpidelupa, joka maksaa 100–700 euroa.

Mahdollisia esteitä luvan saamiselle voivat olla esimerkiksi porauskohdan sijainti pohjavesialueella, maanalaiset rakenteet sekä liian lyhyt etäisyys tontin rajalle, rakennuksiin ja muihin kaivoihin. Jos maalämmön keruuputkisto sijoitetaan vesistöön, tarvitaan myös vesialueen omistajan lupa.

Kaivon syvyys ja keruuputkiston pituus riippuvat muun muassa lämmitettävän rakennuksen tilavuudesta ja sijaintipaikasta eli toisin sanoen koneen tehontarpeesta. Pohjois-Suomessa kallioperän matalampi peruslämpötila ja talon suurempi lämmitystarve voivat vaatia jopa puolet syvemmän lämpökaivon kuin maan eteläosassa.

Lämpökaivo on tavallisesti 150–200 metriä, mutta tarpeen vaatiessa se voi olla syvempikin. Toimenpideluvassa ei lähtökohtaisesti rajoiteta porareiän syvyyttä, mutta yleensä kaivosta ei tehdä yli 250-metristä, vaan pumpulle tehdään sitten mieluummin kaksi kaivoa.

Talon ympärille tai pihalle kaivettavan keruupiirin pituus esimerkiksi 150 neliön kokoiselle uudelle perustalolle on noin 400 metriä. Tällöin piirille tarvitaan maata noin 400–500 neliötä.

Yleensä noin metrin syvyyteen sijoitettava pintakeruupiiri ei estä esimerkiksi puutarhan perustamista sen päälle. Piirin jäätymisen estämiseksi talvella on järkevää jättää lumet luomatta siltä tontin osalta, jolle keruupiiri on sijoitettu. Jos piirin päällä on ajotie tai muu kulkuväylä, joka pidetään puhtaana lumesta, väliin kannattaa asentaa lämpöeriste.

Yleinen ratkaisu on mitoittaa maalämpöjärjestelmän kapasiteetiksi 70–80 prosenttia rakennuksen laskennallisesta lämmitystarpeesta, jolloin maalämmöllä saadaan vuositasolla tuotettua jopa yli 95 prosenttia lämmitysenergiasta. Loput tuotetaan yleensä maalämpöpumpun sisään sijoitetulla sähkövastuksella. Tätä kutsutaan osateholle mitoittamiseksi. Vaihtoehtona on täystehomitoitus, jossa lämpöpumppu huolehtii koko lämmitystarpeesta.

Käytännössä valinta on kustannusten jakoa. Suurempi pumpun kapasiteetti merkitsee kalliimpaa alkuinvestointia, mutta isomman kapasiteetin mahdollistama ostoenergian osuuden väheneminen pienentää käyttökuluja. Lämmönkeruupiirin mitoitus hieman yläkanttiin merkitsee parempaa järjestelmän lämpökerrointa, joten lisäinvestointi maksaa itseään takaisin käytön aikana.

Keskikokoiseen omakotitaloon maalämmön saa 15 000–20 000 eurolla. Mikäli kyseessä on saneerauskohde, jossa lämmön­jakojärjestelmä joudutaan muuttamaan ­vesikiertoiseksi, pattereista tai lattialämmityksestä tulee lisäkuluja 5 000–15 000 euroa.

Noin puoleen uusista omakotitaloista tulee maalämpö, eli rakentamisen nykymäärällä se merkitsee noin 3 000 järjestelmää vuodessa. Kaikkiaan Suomessa myydään vuosittain noin 10 000 maalämpöpumppua, joista noin 70 prosenttia asennetaan korvaamaan toista lämmitysjärjestelmää. Useimmissa tapauksissa maalämmöllä korvataan vanha ­öljykattila.

Uudessa rakennuksessa maalämpöä pystytään hyödyntämään tehokkaimmin, koska järjestelmä voidaan optimoida parhaalla mahdollisella tavalla. Maalämpö soveltuu toki myös vanhaan taloon, ja usein vanha lämmönjakojärjestelmä käy myös maalämmölle.

Menoveden lämpötila pitää olla merkittävästi korkeampi pattereissa kuin lattialämmityksessä, mikä pienentää hyötysuhdetta. Järjestelmään saatetaan ehkä joutua lisäämään puhallinpatteri, jolla tehostetaan lämmönsiirtoa huoneilmaan. Maalämpöpumppu tarvitsee sijoituspaikakseen vähintään puolilämpimän tilan.

Kärjistetysti voi sanoa, että mitä isompi ja vähemmän lämpöeristetty rakennus on, sitä kannattavampaa maalämmön hankkiminen on.

Pienessä ja hyvin energiatehokkaassa talossa maalämpö ei ehkä maksa itseään koskaan takaisin alentuneina lämmityskustannuksina, mutta onhan se aina ekologinen ratkaisu. On todennäköistä, että energian hinta nousee, jolloin maalämmön kilpailukyky paranee.

Päivitystarve riippuu sähköliittymästä ja pumpun liitäntätehosta. Asia on hyvä varmistaa energiayhtiöstä jo ennen maalämpöjärjestelmän hankintaa. Mikäli liittymän kapasiteetti on riittämätön, voi olla tarpeen suurentaa pääsulakekokoa, hankkia pumppuun niin sanottu pehmokäynnistin tai valita tasavirtaohjattu eli invertteritekniikkaa käyttävä lämpöpumppumalli.

Useimmissa maalämpöpumpuissa on sisäänrakennettu lämminvesivaraaja, jolla syntyy sekä lämmitys- että käyttövesi. Jos käyttöveden tarve on erityisen suurta, järjestelmään voidaan liittää erillinen puskurivaraaja.

Lämpökaivon vettä ei saa käyttää talousvetenä, eikä sitä erityisesti suositella myöskään hyötykasvien kasteluun. Käyttövesi on otettava erillisestä kaivosta tai kunnan vesijohtoverkostosta.