污水源热泵系统是当今各类热泵技术中发展潜力的一颗新星，与风冷热泵原理相同，污水源热泵同样是一个“搬运”能量的过程。其原理主要是通过热泵机组与污水源热泵系统装置将城市污水与工业废水中所蕴含能量进行由低到高的转化。
污水源热泵系统种类形式繁多，根据污水是否进入热泵机组与换热器，可以将污水源热泵系统分为直接式和间接式两种。
直接式污水源热泵系统与间接式污水源热泵系统相比，取消了中间换热系统，污水经过简单处理后直接进入污水源热泵机组换热，省去了污水换热器与部分水泵，减少了机组与污水之间的传热温差，大大提高了热泵机组的性能系数与降低污水源热泵系统的运行能耗。
在同样的污水温度条件下，直接式污水源热泵的蒸发温度要比间接式高出2—3度，在供热能力相同的情况下，直接式污水源热泵要比间接式污水源热泵系统节能7%左右。
间接式污水源热泵系统比直接式污水源热泵系统则多一个中间换热的环节，但其运行条件相对来讲要好于直接式系统，不过由于间接式污水源热泵系统复杂，设备多，因此，在供热能力相同的条件下，间接式系统的造价要高于直接式。
据了解，由于污水水质恶劣，现有污水源热泵工程当中大部分均采用了中间换热的间接式污水源热泵系统。但随着对污水源热泵防阻塞、防腐蚀与防污染的不断深入研究与实际工程条件的各种制约，污水源热泵系统的发展趋势逐渐转向直接式污水源热泵系统。