Ein Nahwärmenetz ist kleinräumig dimensioniert und versorgt eine begrenzte Anzahl von Gebäuden über kurze Distanzen von typischerweise wenigen hundert Metern bis etwa max. 10 km. Es besteht üblicherweise aus einer Heizzentrale mit Wärmeerzeugern und einem großen Pufferspeicher für die erzeugte Wärme, dem Wärmeverteilnetz sowie zahlreichen Hausübergabestationen.

Als Wärmespeicher und Transportmedium wird Wasser verwendet. Das heiße Wasser wird durch unterirdische Rohrleitungen zu den Verbrauchsstellen gepumpt. Um den Wärmeverlust zu minimieren, ist eine gute Isolierung dieser Rohrleitungen unerlässlich.

In den angeschlossenen Gebäuden werden kompakte Hausübergabestationen installiert, dort wird das heiße Wasser an den Heizkreis der bisherigen Heizungen übergeben oder zur Warmwasserbereitung genutzt. Über Wärmemengenmesser wird die gelieferte Wärmeenergie zu Abrechnungszwecken gemessen.

Das abgekühlte Wasser kehrt über den Rücklauf des Nahwärmenetzes zur Heizzentrale zurück, wodurch ein geschlossener Kreislauf entsteht.