Основные принципы работы тепловых насосов и кондиционеров были изложены лордом Кельвиным в опубликованной 1852 году статье «Об экономии на обогреве и охлаждении зданий посредством потоков воздуха». Однако на практике эти идеи долго не были реализованы. Только в начале ХХ века стали появляться и позже нашли массовое применение прототипы современных холодильников и кондиционеров. Прямым следствием этого развития стало и появление тепловых насосов как приборов, работающих наоборот — для получения тепла, а не холода.
В 1940х годах американский изобретатель Роберт Веббер обратил внимание на то как сильно нагревается радиатор морозильной камеры. Веббер попросту обжегся, случайно прикоснувшись к радиатору рукой. Рационализаторская мысль заработала и преобразованный радиатор был помещен в бак с водой, чтобы ее нагревать. В результате в домашнем хозяйстве появился избыток горячей воды. Веббер пошел дальше и, применив вентилятор для обдува радиатора, на практике достиг эффекта нагрева воздуха в помещении. В итоге изобретатель собрал конструкцию, которая использовала схожие с морозильной камерой агрегаты и охлаждала большой подземный теплооменный контур и трубок с теплообменной жидкостью, а нагревала дом. Так появился первый геотермальный тепловой насос. Опыт был столь успешен, что Веббер на следующий год демонтировал свой прежний котел, работавший на угле.
В итоге идея получила свое коммерческое воплощение и было налажено массовое произоводство тепловых насосов, которые стали популярны сначала в США, а потом в Европе. В настоящее время в мире установлено более двух миллионов тепловых насосов для использования в отоплении, горячем водонснабжении и кондиционировании. Лидерами в использовании геотермальных тепловых насосов являются: США, Швеция, Китай и Германия.