Energie in de vorm van warmte of koude kan in de bodem worden opgeslagen. Doorgaans gebeurt dit in zandlagen, waarbij het grondwater als opslagmedium fungeert. De geschiktheid van een WKO systeem om energie te besparen wordt dan ook bepaald door de grondsamenstelling van een locatie. Circa 30% van het totale volume van een ondergrondse zandlaag bestaat uit water. Voor gebruik door de WKO dienen de watervoerende zandlagen afgesloten te zijn door waterdichte (klei) lagen zodat de warmte of koude lokaal blijft. Warm of koud water wordt in de grond geïnjecteerd via bronnen en de warmte of koude kan via een warmtewisselaar, distributienet en warmtepomp afgegeven worden aan bijvoorbeeld vloerverwarming van huizen. Standaard wordt een combinatie van een warme en koude bron toegepast. In de zomer wordt water uit de koude bron opgepompt en nadat het is warmer is geworden door gebruik als koelmiddel wordt het weer in de warme bron terug gepompt.

De TU Eindhoven heeft één van de grootste WKO installaties van Europa. Deze bestaat uit in totaal 32 koude en warme bronnen van circa 80 meter diep waarop 19 panden zijn aangesloten. De normale grondwatertemperatuur is daar 11 tot 12 graden Celsius. Ter plaatse van de koude bronnen wordt door koude opslag de temperatuur circa 8 graden Celsius, ter plaatse van de warme bronnen 15 graden Celsius. Voor een duidelijke video van het systeem zie: https://www.youtube.com/watch?v=1nTzHK-YoDY.