La thalassothermie repose sur le prélèvement d'eau de mer à une profondeur telle qu’en toutes saisons, la température reste constante toute l’année aux alentours de 14,5°C. Les calories ainsi puisées sont transférées, à travers la station de pompage, vers une boucle d'eau douce secondaire en circuit fermé. Celle-ci permet d’échanger de la chaleur ou du froid avec les pompes à chaleur qui seront installées dans chaque bâtiment à la place de la chaudière traditionnelle. Par rapport à celle-ci, la pompe à chaleur présente également l’intérêt de pouvoir fournir de la climatisation.
La thalassothermie n'émet aucune pollution et ne perturbe pas l'écosystème marin. Seule de l’électricité est nécessaire à son fonctionnement. Le groupement s’est, à ce titre, engagé à approvisionner uniquement de l’électricité produite à partir de sources d’énergies renouvelables.
Actuellement, on estime que, avec la thalassothermie, 1 kWh électrique consommé peut restituer jusqu'à 3 kWh thermiques. Ce rendement, appelé coefficient de performance (COP), constitue un indicateur essentiel dans l’exploitation de ce type de réseaux.
Monaco comptera, après la première grande phase de travaux qui se terminera vers 2023, 29 immeubles raccordés au réseau de thalassothermie. Leur consommation de chauffage et d’eau chaude sanitaire sera assurée au travers de la production d'environ 26 000 MWh d'énergie totalement décarbonée, soit une économie annuelle de 6025 tonnes de CO2 par rapport à leurs installations actuelles.