Η ενέργεια που μεταφέρεται στις αντλίες θερμότητας προκύπτει από την κυκλοφορία, μιας χημικής ουσίας που ονομάζεται "ψυκτικό", μέσω δύο εναλλακτών θερμότητας αλλάζοντας φάση από υγρό σε αέριο και ανάποδα. 
Κατά τη διάρκεια αυτού του κύκλου, θερμότητα μεταφέρεται από την εσωτερική στην εξωτερική μονάδα κατά τη λειτουργία της ψύξης στο χώρο. Αντίστοιχα θερμότητα μπορεί να αντληθεί από τον αέρα του περιβάλλοντος και να χρησιμοποιηθεί για την θέρμανση του χώρου.