Die einzelnen Baumaterialien haben unterschiedliche Eigenschaften, was den Transport von Temperatur-Energie betrifft. Metalle sind ausgezeichnete Temperaturleiter, wohingegen Dämmstoffe dies versuchen zu verhindern. Wenn jetzt eine Dämmstoffschichte von einem besser leitendem Medium durchdrungen wird, spricht man von Wärmebrücken. Dies können punktuelle Wärmebrücken sein, aber auch linienartige. So ist zum Beispiel der Sparren in einer Dachhaut gegenüber der Mineralwolle dazwischen eine Wärmebrücke. Durch die Anordnung einer Dämm-Lage, wo die Hölzer quer zu den Sparren liegen, kann die Wirkung verringert werden. Es gibt aber auch "Auf-Sparren-Dämmsysteme", wo die Dämmschicht homogen durchgehend ist.

Wichtige Punkte des Bauwerks, die als Wärmebrücken in Frage kommen und daher besonderer Aufmerksamkeit bedürfen sind sämtliche Kanten, Ecken und Übergänge von einem Material zu einem anderen, z.B. Fensterrahmen.

Wärmepumpen (WP) funktionieren umgekehrt wie ein Kühlschrank. Ein Gas wird hochkomprimiert, wodurch es sich erhitzt. Diese Hitze wird über einen Wärmetauscher an das Heizungsmedium abgegeben. Das Gas selbst, das nun ein wenig kühler ist wird über einen Verdampfer wieder expandiert, wodurch es sich wieder stark abkühlt. Diese nun sehr kalte Gas wird wiederum durch ein "Umweltmedium" erwärmt und beginnt wieder den Kreislauf.

Der Strom der aufgewendet werden muss, um den Kompressor und div. Pumpen zu betreiben ist wesentlich geringer, als die Energie, die für die Heizung gewonnen wird. Der Wirkungsgrad wird in der sog. COP-Zahl ausgedrückt und schwankt zwischen 2,5 und 5,5. Abhängig ist die COP-Zahl auch von der Vorlauftemperatur des Hezungsmediums. Bei einer Fußbodenheizung mit niedrigen Temperaturen ist der Wirkungsgrad wesentlich besser, als bei Radiatorheizung.

Für das "Umweltmedium" gibt es mehrere Möglichkeiten:

Luft: Die sog. Luft-Wasser-Wärmepumpe (LW-WP) hat den geringsten Wirkungsgrad (COP 3,0-3,6). Allerdings ist der Investitionsaufwand der geringste. Man benötigt ja nur das Wärmepumpengerät. Der Wirkungsgrad der LW-WP fällt bei niedrigen Temperaturen rasch ab, wodurch bei extrem niedrigen Temperaturen mit Strom zugeheizt wird. Da dies nur bei wenigen Tagen im Jahr der Fall ist fällt dies kaum ins Gewicht. Eine Sonderform der LW-WP ist die CO2-Pumpe. Dabei wird als Gas eben CO2 verwendet, das erstens umweltfreundlicher ist, falls es wirklich eionmal entweicht und zweitens höher komprimiert werden kann. dadurch wirkt diese Pumpe auch noch bei sehr niedrigen Temperaturen sehr gut.

Erdwärme: Die Sole-Wasser-Wärmepumpen nutzen die Wärme des Erdkörpers. Dazu muss auf dem Grundstück eine lange Leitung in die Erde verlegt werden, welche auch noch in der Lage ist, sich zu regenerieren. (z.B. Sonneneinstrahlung auf die Fläche, unter der die Leitung liegt). Der Wirkungsgrad der SW-WP liegt bei etwa 4,5. Wenn die Erdleitungen zu kurz ausgelegt sind, kann aber auch diese Zahl stark absinken, da der Erdkörper sich zu wenig regeneriert und daher das zurückbeförderte Medium zu kühl ist.

Eine Sonderform der SW-WP sind Pumpen mit Tiefenbohrung. Dabei werden die Sole-Leitungen eben in Bohrlöcher eingeführt und die Wärme aus großen Tiefen (bis zu 150 m) geholt. Im Laufe des Winters kühlt sich in der Tiefe der Bereich um das Bohrloch ab und der Wirkungsgrad wird etwas schlechter. Man kann nun diese Kühle für eine sommerliche Abkühlung benutzen.

Grundwasser: Diese Form - die Wasser-Wasser-Wärmepumpe (WW-WP) - hat den höchsten Wirkungsgrad. COP-Zahlen zwischen 5,5 und 5,8 sind durchaus nicht ungewöhnlich. Die Temperatur des Grundwassers ist auch den ganzen Winter über ziemlich konstant, wobei ein Nachlauf von etwa 2 Monaten gegeben ist, also das Wasser wird 2 Monate später kalt, als die Luft darüber. Für die WW-WP benötigt man einen Entnahmebrunnen und einen sog. Schluckbrunnen, wo das nun kühlere Grundwasser wieder dem Grund übergeben wird. Dieser muss vom Entnahmebrunnen eine Mindestentfernung von etwa 15 Metern haben, damit das kühlere Wasser nicht wieder zum Entnahmebrunnen gelangt und es zu einer Rückkopplung kommt. Für diese Anlagen benötigt man eine grundwasserrechtliche Bewilligung.

Nicht überall sind WW-WP möglich. einerseits benötigt man genügend Wasser, das aber auch wieder versickert werden muss. Bindiger Boden eignet sich nicht dafür, selbst wenn irgendwo eine Wasserader ergiebig genug sein sollte. Auch ist die chemische Zusammensetzung des Wassers ist nicht unwichtig, weil manche Grundwasserzusammensetzungen die Wärmetauscher in der Pumpe korrodieren lassen. (Wasseruntersuchung notwendig). Starke Sandhaltigkeit des Wassers ist ebenso schädlich, weil der Wärmetauscher verstopft werden kann. Deswegen ist oft ein Sandfilter vorzuschalten, der dann regelmäßig gereinigt werden muss.