L'accumulo termico, di caldo o di freddo, funziona come un "serbatoio", una "riserva" posta tra fornitura e consumo di energia termica, che permette di abbassare le potenze necessarie (e.g. lo scaldabagno elettrico che scalda l'acqua al suo interno in un certo periodo di tempo e la può successivamente erogare in pochi minuti), differire temporalmente domanda e offerta (e.g. i sistemi solari termici, che quando c'è sole accumulano calore per renderlo disponibile di notte o nei giorni nuvolosi), garantire all'utenza il calore anche in caso di assenza di fornitura termica (e.g. i muri spessi dei vecchi edifici, un volta scaldati, mantengono un ambiente confortevole anche in caso di momentaneo malfunzionamento dell'impianto di riscaldamento).
L'accumulo termico può essere orario, giornaliero, stagionale. Il mezzo di accumulo può essere liquido, sfruttando o meno il passaggio di stato liquido-solido, oppure solido.
Meno diffusi sono gli accumuli di neve (nipoti delle vecchie ghiacciaie) e quelli che sfruttano reazioni termochimiche (e.g. le borse di ghiaccio istantaneo per le contusioni) o le passibilità di accumulo sotterraneo in acquiferi o caverne.
La diffusione degli accumuli di freddo è iniziata negli Stati Uniti per limitare i forti picchi estivi nella domanda di energia elettrica, legati alla capillare diffusione del condizionamento degli edifici.
Anche in Italia l'evoluzione dei consumi ha spostato nella stagione calda le criticità del sistema elettrico e le ore di punta delle fasce orarie. Il disaccoppiamento della produzione del freddo dal suo consumo, è un tema oggi di grande interesse per moltissime utenze, con il passaggio a tariffazione multioraria, non solo della maggioranza dei contratti in media tensione, ma anche di parte di quelli in bassa tensione.
Un impianto con accumulo di freddo, se ben progettato ed esercito, assicura agli utilizzatori le stesse prestazioni di un sistema tradizionale, a cui vanno aggiunte la maggior affidabilità e i minori costi di esercizio.
L'impianto con accumulo ha un costo comparabile a quello senza accumulo; il maggior costo dell'accumulo è compensato, in tutto o in parte, dai minori costi di impianto: minor potenza dei compressori e delle pompe, diametri inferiori delle tubazioni della distribuzione (il sistema di distribuzione è progettato per temperature inferiori) e, in alcuni casi, impianto elettrico dimensionato per carichi più bassi.
Anche i costi di manutenzione sono comparabili, in quanto sebbene cresca il numero di componenti, l'accumulo permette di utilizzare i compressori a regime costante per lunghi periodi, evitando continui transitori e regolazioni.