Aby wytłumaczyć działanie pompy ciepła, najlepiej zacząć od kuchni, a dokładniej lodówki. Pobiera ona z produktów żywnościowych ich wewnętrzne ciepło i oddaje je na zewnątrz do pomieszczenia. Na podobnej zasadzie działa pompa ciepła. Przemiany termodynamiczne i podstawowe elementy konstrukcyjne w obu urządzeniach są identyczne. Jedyna różnica między nimi to efekty ich pracy, a co za tym idzie – zastosowanie. Lodówka ma dobrze chłodzić produkty spożywcze, a efektem ubocznym jej pracy jest ogrzewanie pomieszczenia. Pompa ciepła natomiast ma ogrzewać budynek, a efektem ubocznym jej pracy jest chłodzenie tzw. dolnego źródła ciepła. Decydujący jest tutaj transport ciepła. Odbywa się on za pomocą nośnika ciepła, który pobiera ciepło z ziemi, transportuje je do pompy ciepła i dalej do parownika. Parownik ma konstrukcję wymiennika płytowego, w którym między sąsiednimi płytami znajdują się: czynnik roboczy, mający wyjątkowo niską temperaturę wrzenia, oraz nośnik ciepła. Pod wpływem temperatury nośnika ciepła, czynnik roboczy wrze i odparowuje. Dodatkowo sprężarka podwyższa jego ciśnienie, a co za tym idzie temperaturę (do wyznaczonego poziomu ogrzewania). Para oddaje zdobyte ciepło do systemu grzewczego i przechodzi w stan ciekły – skrapla się. Zawór dławiący obniża ciśnienie z powrotem do pierwotnego poziomu i obieg rozpoczyna się na nowo. Ciepło może być znowu pobierane i oddawane do systemu grzewczego. Oto cała tajemnica – tak łatwo można ogrzewać dom za pomocą pomp ciepła.
W przypadku pomp ciepła typu powietrze-woda, dolnym źródłem ciepła (a jednocześnie nośnikiem ciepła) jest po prostu powietrze. Wentylator przetłacza je przez parownik, w którym część energii cieplnej powietrza przejmowana jest i przekazywana do systemu grzewczego budynku i podgrzewania ciepłej wody.
