Im Grunde genommen ist die Funktionsweise einer Wärmepumpe mit der eines Kühlschrankes vergleichbar. Ein Kühlschrank entzieht den Lebensmitteln die Wärme und gibt diese, über einen Wärmetauscher, nach außen ab. Bei einer Wärmepumpe geschieht das Gleiche, nur eben umgekehrt. Sie entnimmt die gespeicherte Wärme aus der Erde, dem Wasser oder der Luft auf und wandelt diese über einen Verflüssiger in Heizwärme um. Dabei werden aus 75% gespeicherter Wärme und 25% Antriebsenergie (Strom) 100% Heizwärme erzeugt.

Eine Wärmepumpenheizung besteht aus der Wärmequellenanlage, der Wärmepumpe selbst und einem Wärmeverteil- und Speichersystem. Die Wärmeabgabe erfolgt üblicherweise über eine Niedertemperaturheizung (Fußboden-, Wandflächen- oder Radiatorenheizung).

In dem geschlossenen Kreislauf der Wärmepumpe übernimmt ein Kältemittel, das unter niegrigem Druck steht, als Arbeitsmedium die Aufgabe die Wärme zu übertragen und zu transportieren.

Im Verdampfer der Wärmepumpe befindet sich ein Kältemittel, welches schon bei sehr niedrigen Temperaturen kocht und verdampft. Dieses nimmt die Umweltwärme auf und wird zum Verdichter weitergeleitet. Dort wird das Volumen des gasförmig gewordenen Kältemittels verringert. Dadurch steigen sowohl der Druck als auch die Temperatur des Kältemittels stark an.

Das nun heiß gewordene Kältemittel wird über einen Verflüssiger geleitet. Dort gibt es seine Energie über einen Wärmetauscher an das Heizungssystem ab.

Das durch Abkühlung wieder flüssig gewordene Kältemittel kann nach Druck- und Temperaturabsenkung durch das Expansionsventil erneut Wärme aus der Umwelt aufnehmen, und der Kreislauf beginnt von vorne.