Geotermálne sondy sú výmenníky tepla, ktoré využívajú tepelnú energiu zeme. Geotermálne sondy sa používajú s tepelným čerpadlom zem-voda na výrobu tepla pre vykurovací systém a teplej vody.
Na rozdiel od geotermálnych tepelných kolektorov, ktoré sú položené na veľkej ploche tesne pod hranicou mrazu, geotermálne sondy zaberajú na pozemku veľmi málo miesta. Využívajú geotermálnu energiu z hĺbky, ktorá sa počas roka pohybuje v priemere stále medzi 5 a 10 stupňami. Systém potrubí geotermálnych sond sa kladie vertikálne v hĺbke 30 až 200 metrov, na čo sú potrebné povolenia na geotermálny vrt.
Vo vnútri geotermálnej sondy cirkuluje soľanka, zmes vody a nemrznúcej zmesi s veľmi nízkym bodom varu. Kompresor v tepelnom čerpadle zem-voda stláča paru, zvyšuje sa jej teplote a prenáša sa do zásobníkov tepla na vykurovanie a teplú vodu v domácnosti. Tepelné čerpadlá zem-voda s geotermálnymi sondami majú vynikajúcu účinnosť, ale sú drahšie ako geotermálne kolektory kvôli potrebným vŕtacím prácam.