Et ATES-anlæg består i sin mest enkle udformning af en boring, der indvinder grundvand, og en boring til returledning, de såkaldte kolde og varme boringer. Anlægget reducerer energiforbruget kraftigt i forhold til traditionel køling.
Konceptet udnytter, at grundvandet i Danmark hen over året har en rimelig stabil temperatur på ca. 9°C, og at grundvandsmagasiner er fremragende kulde- og varmelagre.
I et ATES-anlæg, der kan levere både kulde- og varmeydelser, vil grundvandet om sommeren blive pumpet fra den kolde boring og via et lukket rørsystem ført gennem en eller flere varmevekslere, hvor grundvandet afkøler ventilationsluften i en bygning eller proceskølevand i en produktionsvirksomhed. Det opvarmede grundvand føres tilbage til magasinet via den varme boring.
Om vinteren vendes pumperetningen, og der pumpes fra den varme boring og returledes i den kolde, efter at den varme, der er oplagret i grundvandsmagasinet i løbet af sommeren, er blevet udnyttet. Under normal drift er der således ikke noget nettoforbrug af grundvand, kun opvarmning eller afkøling, og der sker ikke nogen netto varmetilførsel til magasinet. Et ATES-system kan derfor designes, så det er i både grundvandsmæssig og termisk balance.
