Da Grundwasser als Speichermedium dient, muss der Grundwasserleiter eine geeignete Produktivität aufweisen. Wichtige Parameter hierbei ist die Porosität, die hydraulische Durchlässigkeit, sowie die Mächtigkeit des Aquifers.

Die Grundwasserfließgeschwindigkeit hat großen Einfluss auf die Effizienz eines ATES-Systems, da hohe Fließgeschwindigkeiten zu hohen konvektiven Wärmeverlusten im Untergrund führen. Sehr niedrige bis niedrige Grundwasserfließgeschwindigkeiten sind deshalb für ATES-Systeme vorteilhaft. Bei hohen Fließgeschwindigkeiten kann ein angepasstes Brunnendesign, z.b. Die Plazierung von Brunnen stromabwärts die thermale Rückgewinnung verbessern (Bloemendal und Olsthoorn, 2018).

Die klimatischen Bedingungen haben einen Einfluss auf den Wärme- und Kühlbedarf eines Gebäudes und sind so auch für die Effizienz und Dimensionierung des ATES-Systems sehr wichtig (Fleuchaus et al. 2020). In gemäßigtem Klimazonen sind ATES-Systeme besonders vorteilhaft, da hier sowohl Heiz als auch Kühlbedarf besteht.

Mangan- und Eisengehalt des Grundwassers können die Effizienz des ATES-Systems beeinflussen. Bei der Vermischung von Grundwässern mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung sowie dem Eintrag von Sauerstoff können hohe Mangan- und Eisengehalte zu Ausfällungen (Verockerung) führen und die Produktivität der Brunnenanlagen wesentlich verringern (Bloemendal et al. 2016).

Mit Hilfe der genannten Kriterien sind nach Stemmle et al. (2022) 54% der Fläche Deutschlands für ATES-Systeme geeignet. Vor allem die mächtigen Sedimentschichten des Oberrheingrabens, des Süddeutschen Molassebeckens und des Norddeutschen Beckens bieten ausreichend Potential.