Pompy ciepła wykorzystują niskotemperaturową energię słoneczną i geotermalną, która jest zakumulowana w gruncie, powietrzu oraz wodach podziemnych, do przekazania jej w postaci energii cieplnej o wyższej temperaturze. Można ich użyd do podgrzewania wody użytkowej oraz w instalacjach centralnego ogrzewania. Swym kształtem przypominają najczęściej nieduży kocioł lub lodówkę.
Nazwa wzięła się od zasady działania tego urządzenia, które ”pompuje” ciepło od temperatury niższej do wyższej. Sprawność ”pompowania ciepła” jest tym wyższa, im mniejsza jest różnica temperatury między odbiornikiem, czyli źródłem górnym, a źródłem ciepła, czyli źródłem dolnym. W sprężarkowych pompach ciepła wykorzystywany jest czynnik termodynamiczny, za który może służyć parujący ciekły amoniak, freon bądź dwutlenek węgla. Płynie on w wężownicy odbierając energię cieplną z gruntu, powietrza lub wody. Czynnik znajduje się początkowo pod stałym, niskim ciśnieniem. W parowniku pompy następuje proces, w którym podgrzany czynnik termodynamiczny oddaje swe ciepło zimnemu czynnikowi chłodniczemu obiegu wewnętrznego urządzenia. Czynnik chłodniczy podgrzewa się i odparowuje, stając się gazem. Powstała w ten sposób para trafia następnie do sprężarki, w której wzrasta jej energia wewnętrzna oraz ciśnienie.
Kolejnym elementem urządzenia jest skraplacz, gdzie para znajdująca się pod podwyższonym, lecz stałym ciśnieniem skrapla się, jednocześnie oddając swe ciepło, które jest następnie przekazywane w skraplaczu do systemu instalacji centralnego ogrzewania budynku. Oddawanie ciepła jest najbardziej efektywne wówczas, kiedy odbywa się za pośrednictwem ogrzewania niskotemperaturowego, takiego jak podłogowe, czy ścienne. Czynnik termodynamiczny po zmianie swego stanu na ciekły trafia do parownika, gdzie cały proces może rozpocząć się ponownie. Może tam trafić poprzez rurkę kapilarną, zawór dławiący, bądź turbinę rozprężną, w których ma miejsce spadek ciśnienia czynnika.
Pompa ciepła, aby prawidłowo działać, musi mieć zapewniony stały dopływ energii elektrycznej, której wymaga praca kompresora, wentylatora i układu elektronicznego. Ciekawostką jest fakt, iż pomp ciepła można również użyć do chłodzenia pomieszczeń poprzez odwrócenie termoobiegu. Koszt eksploatacji takiej pasywnej klimatyzacji jest bardzo niski, ponieważ prąd pobierają tylko pompy obiegowe (kilkadziesiąt do maksymalnie kilkuset watów).
