Mae pwmp gwres ffynhonnell dŵr yn defnyddio adnoddau ynni gwres gradd isel a ffurfiwyd trwy amsugno ynni solar a geothermol o ffynonellau dŵr bas fel dŵr daear, afonydd a llynnoedd. Gan ddefnyddio'r egwyddor pwmp gwres, mae'n trosglwyddo ynni gwres gradd isel i ynni gwres gradd uwch gyda swm bach o fewnbwn ynni trydanol gradd uchel.
Egwyddor weithredol uned pwmp gwres ffynhonnell dŵr yw trosglwyddo gwres o'r adeilad i'r ffynhonnell ddŵr yn yr haf; yn y gaeaf, mae'n echdynnu ynni o'r ffynhonnell ddŵr tymheredd cymharol gyson, yn defnyddio aer neu ddŵr fel oergell i godi'r tymheredd, ac yna'n ei ddanfon i'r adeilad. Yn nodweddiadol, mae pwmp gwres ffynhonnell dŵr yn defnyddio 1kW o ynni i ddarparu mwy na 4kW o wresogi neu oeri i'r defnyddiwr. Mae pympiau gwres ffynhonnell dŵr yn goresgyn diffygion pympiau gwres ffynhonnell aer, megis rhew cyfnewidydd gwres awyr agored yn y gaeaf, a hefyd yn cynnig dibynadwyedd gweithredol uchel ac effeithlonrwydd gwresogi, gan arwain at eu cymhwyso'n eang yn Tsieina yn y blynyddoedd diwethaf.