Zasada działania pompy ciepła, sprowadza się
do wykorzystania zmian stanu skupienia czynnika chłodniczego, jakim są ciecze (bądź
ich mieszaniny) nisko-wrzące. Taka ciecz przepływając przez wymiennik ciepła wystawiony
na działanie temperatury powietrza zewnętrznego - przy jego zwyczajowych
wartościach - wrze przechodząc w stan gazowy. Odbywa się to poprzez odbieranie ciepła
z otoczenia podczas parowania. Stąd nazwa tego wymiennika ciepła - parownik.

Następnie, powstałe w ten sposób pary czynnika, są transportowane
do kompresora, gdzie podczas sprężania otrzymują dodatkową porcję energii. Tym
samym, dodatkowo wzrasta ich temperatura. Skumulowane w ten sposób ciepło, jest
oddawane w kolejnym wymienniku ciepła, jakim jest skraplacz. Jak wskazuje nazwa
elementu, tu następuje skroplenie par czynnika.

I tu, w zależności od tego czy ciepło oddawane jest bezpośrednio
do powietrza ogrzewanego pomieszczenia, czy też do wody instalacji
CO lub CWU, rozróżnia się pompy typu powietrze-powietrze, lub powietrze-woda.

Czynnik po skropleniu – wciąż pod wysokim ciśnieniem - przepływa
do kolejnego elementu, jakim jest zawór rozprężny. Zgodnie z fizyką, nagły
spadek ciśnienia czynnika, powoduje natychmiastowe jego ochłodzenie. W tym
stanie ponownie trafia do parownika, aby ponownie odebrać ciepło z otoczenia. W ten
sposób cykl zamyka się.