Un système de production de chaleur renouvelable est en général constitué de plusieurs éléments clés :
Le générateur de chaleur (pompe à chaleur géothermique, chaudière biomasse, panneaux solaires thermiques...) pourra couvrir jusqu'à 100% des besoins. Sa puissance est déterminée en fonction du niveau de déperditions du bâtiment, pour assurer le chauffage en période de froid rigoureux.
Une bonne isolation permettra donc de réduire la puissance de l'équipement.
Un ballon tampon ou hydro accumulation permet de stocker l'énergie produite en excès à un moment donné, afin de l'utiliser plus tard. La chaleur pourra aussi bien être restituée lors des forts appels de puissance (par exemple, à la remise en fonctionnement d’un site le matin) ou lorsque les besoins seront faibles (exemple le maintien en température au printemps). Cela permet d'éviter les courts cycles et les fonctionnement en sous-régime qui affectent la durée de vie de l'équipement (pompe à chaleur, chaudière...).
Des émetteurs sont les éléments qui vont permettre de diffuser la chaleur ou le froid dans la pièce. Ils peuvent être à air (ventilo-convecteur, plafond chauffant) ou à eau (radiateur, plancher chauffant). Ils peuvent être à basse température ou à haute température. Ils peuvent être réversibles pour produire de la chaleur et du froid. Le choix du système dépendra de ce qui est possible techniquement de mettre en place (y a-t-il déjà un réseau hydraulique en place ?), du coût et des usages (y a-t-il des besoins de froid ?). Les systèmes à eau procurent de la chaleur par rayonnement, ce qui sera plus confortable l'hiver. A l'inverse, les systèmes à air donneront une sensation de courant d'air qui seront bénéfiques l'été.
Un réseau hydraulique devra être correctement calorifugé pour limiter les déperditions qui affecteront le rendement global de l'installation.
Des compteurs d'énergie permettront de mesurer en continu la performance et piloter l'installation de façon à optimiser les consommations. Une régulation fine est indispensable à une installation d'énergie renouvelable.