Um sistema de aquecimento aquece o interior de um edifício, um sistema de resfriamento abaixa a temperatura do ambiente extraindo calor excessivo do interior e depositando-o fora. Sistemas tradicionais de aquecimento e resfriamento residencial não são custo-efetivos e esgotam recursos naturais (ex: combustíveis fósseis). Sistemas de aquecimento e resfriamento verdes não usam chama ou fogo, então não consomem combustível fóssil. De fato, sistemas de aquecimento e resfriamento solar são usados extensivamente em aplicações residenciais e comerciais.
Energia alternativa, ou verde, sistemas de aquecimento e resfriamento usam fontes naturais e renováveis de energia como solar e geotérmica. Energia geotérmica é armazenada no interior da Terra, energia solar é derivada da luz solar. Energia geotérmica tem sido usada em partes da Europa e América do Norte desde o início dos anos 1990; no entanto, tecnologia de painel solar nasceu nos EUA antes de 1900. Coletores de placa plana para aquecimento solar de água foram desenvolvidos em partes da Flórida e Sul da Califórnia nos anos 1920.
Em nossa vida diária, aquecimento, ventilação e ar condicionado respondem pela maior parte do consumo de energia residencial, igual a 30 por cento de energia usada em edifícios comerciais e 50 por cento de energia usada em edifícios residenciais. Tecnologias sustentáveis de aquecimento, resfriamento e ventilação podem ser utilizadas para compensar uma parte desta energia, e fontes de energia verde não afetam adversamente a natureza. Por exemplo, energia geotérmica aproveita o calor estável natural armazenado na terra — nenhuma emissão prejudicial é produzida.
Um sistema de aquecimento térmico é baseado ou em líquido (ex: água) ou ar — que é aquecido na energia solar. Opera no princípio de convecção natural. O sistema geralmente tem coletor solar, tanque de suprimento de água fria, tanque de armazenamento isolado e vidro temperado. Um sistema de resfriamento solar é um ar condicionado que usa energia solar. Outras maneiras eficazes de bloquear calor de entrar na sua casa são sombreamento, isolamento e barreira refletiva.
Outro sistema ambiental que pode ser usado para ambos propósitos de aquecimento e resfriamento é aquecimento geotérmico. Geralmente, pessoas confundem esta solução verde com técnicas irreais como perfurar um vulcão ou nascente geotérmica. O nome "geotérmico" implica que o sistema utiliza a temperatura natural da terra para regular temperaturas quentes e frias para uma casa usando o sistema.
Sistemas geotérmicos funcionam empurrando uma série de tubos para dentro da terra que ajudam a criar equilíbrio entre as temperaturas da terra e os interiores da casa. Originalmente, este sistema foi desenhado para produção de energia em larga escala perfeito para soluções energeticamente eficientes para grandes empresas. Com mais avanços, tornou-se opção viável para casas também. Embora custos iniciais possam ser altos, a conversão custo-energia do sistema é impressionante.