Pompa ciepła działa na zasadzie „przepompowywania” energii cieplnej z ośrodka o niższej temperaturze do ośrodka o temperaturze wyższej.
Ujmując to zjawisko bardziej obrazowo, możemy sobie wyobrazić, że np. z wody ze stawu o temperaturze 10 st.C odbieramy nieco ciepła i przekazujemy to ciepło do wody o temperaturze 45 st.C w naszym domu. Temperatura wody ze stawu, po oddaniu ciepła, obniża się do 6 st.C, a woda w naszej instalacji po „przepompowaniu ciepła” wzrasta do np. 46 st.C. Cykl ten odbywa się w sposób ciągły, dzięki czemu stopniowo wzrasta temperatura wody w naszej instalacji. Jednocześnie obniżamy temperaturę stawu, bo odbieramy z niego ciepło, Oczywiście w stawie jest dużo ciepła do odebrania, bo masa wody jest bardzo duża. Nasza instalacja grzewcza ma niewielką pojemność, zatem ciepła ze stawu wystarczy nam na całą zimę. Taki kierunek przepływu ciepła jest sprzeczny z zasadami fizyki, bo w naturze energia przepływa „z ciepłego do zimnego”. Aby zatem uzyskać ten nienaturalny proces, wykorzystujemy właśnie pompę ciepła zasilaną energią elektryczną. Pompa ciepła jest w stanie „przepompować” nawet pięć razy więcej energii, niż sama potrzebuje do wykonania tej pracy. To dlatego tak tanie jest ogrzewanie tym nowoczesnym urządzeniem. Zużycie 1 kilowatogodziny energii elektrycznej przez pompę ciepła oznacza przekazanie 5 kilowatogodzin ciepła do instalacji. Te 4 dodatkowe kilowatogodziny pobierane są właśnie z zewnątrz. Źródłem ciepła może być woda z jeziora, rzeki czy stawu, może to być grunt z przydomowego ogrodu, może być ciepło Ziemi z głębokiego na 100 metrów odwiertu, a może być również powietrze, które nas otacza. Dla pompy ciepła powietrze o temperaturze minus 15 st.C jest również źródłem ciepła. Obecnie, niektóre powietrzne pompy ciepła mogą odbierać energię z otoczenia do temperatury minus 25 st.C.
