Unter Solargeothermie wird vielfach die Kombination aus Sonnen- und Erdwärme bezeichnet. Insbesondere die solarthermischen Komponenten können dabei effizient über ihren direkten Beitrag bei Sonnenschein oder ihren indirekten Beitrag über den Pufferspeicher hinaus, energetisch sinnvoll integriert werden. Dabei geht es vor allem darum, die Solarthermie, die bisher nur saisonal und auch nur unterstützend zur Wärmeerzeugung verwandt wird, so zu implementieren, dass sie der ganzjährigen Wärmegestehung aus Erdwärme zugeführt wird und damit den Wirkungsgrad der Wärmepumpe erhöht oder bei gleichbleibender Effizienz der Wärmepumpe die Investition in den Erdwärmetauscher reduziert.
Eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Wärmepumpe kann durch die zusätzliche Anbindung des Solarwärmeüberträgers an den Rücklauf der Erdsonden oder des Flächenkollektors realisiert werden. Die Rücklauftemperatur der Sole wird dann angehoben, sobald die Vorrangschaltung der Solaranlage erkennt, dass Wärme zwar produziert jedoch nicht an das Heiz- oder Trinkwassersystem abgegeben wird. Dies führt dazu, dass das durch den Heizbetrieb im Winter die Erdwärmesonden oder den Flächenkollektor umgebende Erdreich energetisch schneller regeneriert wird und unter Umständen sogar eine höhere nutzbare Ausgangstemperatur zu Beginn der Heizsaison erreicht. Diese Temperatursteigerung führt dann zu einer höheren Effizienz der Wärmepumpe, da diese nun eine geringere Differenz zwischen benötigter Vorlauftemperatur und vorhandenem Erdwärme-temperaturniveau überbrücken muss.
Demgegenüber besteht die Möglichkeit, den solarthermischen Zugewinn dazu zu nutzen, um die Größe und somit Investition in den Erdwärmetauscher zu reduzieren. Über Kollektoren geerntete Solarenergie wird zunächst direkt für die Trinkwassererwärmung und zur Heizungsunterstützung eingesetzt. Erst dann wird überschüssige Energie in den Erdwärmetauscher geführt. Dort wird sie wieder zur Regeneration des Erdreichs und in Abhängigkeit der Größe der Solaranlage auch zur Erhöhung des nutzbaren Energiepotenzials des vorhandenen Erdreichs verwendet.