Bei einem Energiespeicher handelt es sich in der Regel um einen unterirdisch eingebrachten Behälter. Dieser Behälter ist mit einem Wärmetauschersystem ausgestattet, welches dem im Speicher befindlichen Wasser die Energie entzieht oder zuführt. Während des Heizbetriebes entzieht der Wärmetauscher dem flüssigen Wasser die Energie bis dieses gefriert. Beim Phasenübergang des Wassers von flüssig zu fest entsteht die sogenannte Erstarrungs-/ Kristallisationswärme. Diese kann durch die Wärmepumpe als Energiequelle zum Heizen nutzbar gemacht werden. Durch die besondere Anordnung des Wärmetauschersystems innerhalb des Energiespeichers gefriert das Wasser von unten nach oben und von innen nach außen (entgegengesetzt der natürlichen Eisbildung). Somit wirkt die Konstruktion von möglichen Sprengwirkungen geschützt.
In Phasen, in denen nicht geheizt, sondern gekühlt werden muss, dient das aus der Heizperiode stammende Eis als umweltfreundliche Kältequelle. Heizsysteme, welche mit einem Energiespeicher sowie einem Solar Luft Kollektor ausgestattet sind erreichen i. d. R. deutlich höhere Jahresarbeitszahlen als bzw. vergleichbare Luftwärmepumpensysteme. Insbesondere im hohen Leistungsbereich, den übliche Luftwärmepumpen nicht abdecken, ist ein Energiespeicher eine überaus attraktive Lösung.
