Voda v bazénu se ochlazuje v závislosti na teplotě okolního vzduchu, době oslunění hladiny, rychlosti proudění vzduchu nad hladinou vody a jeho vlhkosti a přestupu tepla do okolí stěn a dna bazénu. Podle umístění bazénu ve vztahu k objektu se mění rychlost ochlazování vody, případně se může během tropických dnů dokonce ohřívat.
Tepelná ztráta bazénů umístěných v objektu při teplotě vody 28 °C a teplotě okolního vzduchu 29 °C přepočítaná na 1m2 vodní plochy se pohybuje v rozmezí od 10 kWh/m2.den do 16 kWh/m2.den. Skutečná hodnota závisí na způsobu provedení tepelné izolace stěn a dna bazénu, na době používání bazénu, způsobu větrání, způsobu zakrytí hladiny, množství doplňkové vody apod. Při provozu úpravny vody celý den je odběr tepla asi 0,4 až 0,7 kW/m2 vodní plochy. Bazén s vodní plochou 30 m2 potřebuje pro provoz zdroj tepla výkonu v rozmezí 15 až 30 kW (to odpovídá potřebě tepla pro vytápění celého domu). Teplo pro ohřívání vody v bazénu se musí dodávat po dobu celého roku. K tomu se musí v zimním období vytápět bazénová hala na teplotu, která je o 1 °C vyšší než je teplota vody v bazénu. Vytápění bazénové haly se řeší pomocí vzduchotechniky, protože podlahové topení nemůže zajistit tak vysokou teplotu vzduchu při menší ploše podlahy než je plocha vodní hladiny. Na klasické radiátory nebývá v bazénové hale dostatek místa. Vzduchem by se měla „omývat“ okna, aby na nich nekondenzovala voda. Bazénová hala se musí větrat a musí se ze vzduchu odstraňovat vlhkost. Celkovou potřebu tepla pro vyhřívání bazénové haly může snížit rekuperace vzduchu. Rekuperace vzduchu je proces, při kterém se teplem odváděným spolu s vyfukovaným vzduchem ven z objektu předehřívá čerstvý studený vzduch přiváděný z venkovního prostoru.
Ohřívání vody může být buď pomocí výměníku – obr. 20 – (topnou vodou ze soustavy ústředního vytápění třeba i v kombinaci s tepelným čerpadlem), přímým ohříváním bazénové vody solární energií nebo elektrickým ohřívačem. Ohřívač by měl být osazen v ochozu hlavního cirkulačního okruhu, voda do ohřívače by měla být čerpána samostatným čerpadlem, aby se teplota vstupní vody do bazénu dala snadno ovládat. Při návrhu způsobu ovládání teploty vody by se měla vzít v úvahu velká setrvačnost teploty vody v bazénu. Voda z bazénu se „otočí“ přes úpravnu vody jednou za několik hodin (podle hloubky vody v bazénu). Proto se voda nedá udržovat na nižší teplotě v době, kdy se v bazénu neplave, a pak ji chtít rychle ohřát těsně před vstupem do bazénu. Jistě by to bylo technicky možné, ale pak by zdroj tepla musel mít mnohonásobně větší výkon než je potřeba tepla pro vytápění domu.
Plavání ve venkovních nezastřešených bazénech se omezuje na krátkou roční dobu a teplota vody je závislá na klimatických podmínkách a její ovládání technickými prostředky je velmi neekonomické a málo účinné. Ochlazování vody ve venkovním bazénu je silně ovlivněno rychlostí proudění vzduchu nad hladinou, výpočet potřeby tepla pro ohřátí vody v takovém bazénu je sázka do loterie. V závislosti na průběhu letních teplot se mohou vyskytnout mezi stejným sledovaným obdobím v různých letech rozdíly větší než 100%.
Zastřešené venkovní bazény umožňují radikálně snížit tepelné ztráty vody a může se uvažovat s přihříváním vody. Podle konstrukčního řešení zastřešení (posuvné – umožňuje plavání při otevřené střeše, pevné – střecha zůstává zavřená i během horkých letních dnů) lze prodloužit koupací sezónu až o několik měsíců. Celoročně lze používat pouze bazén, který je vestavěný do objektu, pak pro provoz bazénu nestačí jen ohřívat vodu. Vnitřní bazén vyžaduje ohřívání vzduchu v bazénové hale na teplotu nejméně o 1ºC vyšší než je teplota vody. Pro příjemný pobyt v bazénové hale se do podlahy vkládá podlahové vytápění. Stavebník by měl vzít na vědomí, že podlahové vytápění v bazénové hale nestačí vzduch v bazénové hale dostatečně ohřát, jeho hlavní funkcí je oteplení povrchu podlahy, po které se chodí bosou nohou. Ohřátí vzduchu v bazénové hale se doporučuje řešit pomocí vzduchotechniky, vzduch by měl ofukovat zasklené plochy. Rozmístění běžných radiátorů v bazénové hale je nevhodným řešením. Kromě extrémně drahých radiátorů vyrobených z nerezového materiálu (pro chlorovanou vodu musí být používán materiál odolný proti vodě této kvality) pro radiátory neexistuje žádný výrobek, který by při styku s bazénovou vodou dříve nebo později nezoxidoval.
Ohřívání vody je nejnákladnější složkou provozních nákladů provozu bazénu. Další provozní náklady vyžaduje udržování vnitřní pohody v prostoru bazénové haly. V rámci udržení příjemného mikroklima v bazénové hale a v rámci ochrany zařízení proti korozi a proti růstu plísní se musí osadit odvlhčovač vzduchu do bazénové haly.
Pro ohřívání vody ve venkovním bazénu je nejjednodušší řešení využití zdroje tepla, který je instalován pro vytápění objektu. Aby se příliš neplýtvalo teplem, musí se bazén v době, kdy se v něm nikdo nekoupe, zakrývat tak, aby se omezil odpar vody z hladiny a ochlazování hladiny větrem. Bez zakrytí bazénu a jeho přestřešení se dramaticky zvyšuje potřeba tepla pro udržení příjemné teploty vody a většina majitelů tento způsob nehospodárného využívání energie rychle opustí.
V současné době se jako zdroj tepla pro venkovní bazény propagují sluneční kolektory. Pro optimální zisk tepla pro ohřev vody v bazénu by plocha kolektorů měla asi 60 – 80% plochy bazénu (obr. 221). Systém ohřívání vody by měl zohlednit skutečnost, že výměna tepla probíhá za nízké teploty, respektive při velmi malém teplotním spádu. Tomu by měla odpovídat rychlost proudění vody kolektorem. Proto do kolektorů nemůže proudit celé množství vody z hlavního cirkulačního okruhu. Kolektory se osadí do systému recikulace v ochozu. Voda se do systému kolektorů čerpá samostatným čerpadlem a jeho chod je ovládán termostatem, který snímá teplotu vody na výstupu z kolektoru. Pokud se ohřívání používá výhradně pro venkovní bazény, předpokládá se na zimu vypuštění vody z okruhu. Když se kolektory budou využívat i v zimě, musí být okruh napuštěn nemrznoucí směsí a musí být od okruhu bazénové vody hydraulicky oddělen.
Dalším možným alternativním zdrojem tepla je tepelné čerpadlo, které se dá za určitých podmínek využít pro celoroční provoz. Funkce tepelného čerpadla se dá jednoduše popsat jako obráceně fungující lednička. Tepelné čerpadlo odebírá teplo na jedné straně systému, zvyšuje teplotu teplonosné látky v soustavě a předává je do bazénové vody nebo pro jiné využití. Teplo může být odebíráno ze vzduchu, půdy nebo z vody (hraniční teplota na straně odběru tepla je cca 5 °C, při nižší teplotě se sníží účinnost tepelného čerpadla tak, že se jeho provoz nevyplatí).
Pokud se odebírá teplo z hlubokých vrtů (bývají hluboké kolem 80m – obr. 22a), musí se velmi pečlivě propočítat bilance tepla ve zdroji. V řadě případů dochází k tomu, že při příliš velkém odběru tepla se vrty natolik ochladí, že se zdroj vyřadí z provozu.
Pokud se teplo odebírá z půdního výměníku (obr. 22b), dochází k podchlazení půdního pokryvu a zhoršení podmínek pro vegetaci na povrchu.
Tepelná čerpadla se podle současně platné legislativy přestávají vyplácet od okamžiku, kdy distributoři elektřiny přestali teplená čerpadla podporovat levnými tarify za elektrický proud. Původní nízká sazba se podle mluvčího ČEZ ukázala nerentabilní. Na využití tepelných čerpadel se už nedá ušetřit tolik co dřív. Původní návratnost byla asi deset let, při současně platných tarifech se návratnost prodlužuje na dvojnásobek. Dokud nebude dotace na ekologický zdroj energie poskytovat stát (dotace, daňové úlevy), přestává být tento způsob zásobování objektu teplem atraktivní. Za současných ekonomických podmínek se už nevyplatí tepelné čerpadlo pořizovat.