Funzionano tramite un ciclo frigorifero ( si basa sul principio di sottrarre calore dall'esterno e portarlo all'interno, usando lo stesso principio di un frigorifero).
Funzionano sia in raffreddamento che in riscaldamento. Sono indicate sia per l'alimentazione degli impianti radianti che ad espansione diretta e nei sistemi a flusso di refrigerante variabile.
Il principio è quello di trasportare il calore dall'esterno all'interno,
anche se la temperatura esterna è inferiore a quella interna. Il consumo che ha la pompa è quello di trasportare il calore, senza produrlo.
Dato che l'energia necessaria a trasportare calore è inferiore a quella necessaria a crearlo, il risparmio energetico è enorme.
A causa del decadimento dovuto all'abbassamento della temperature esterna, in alcuni casi possono essere integrate con fonti di produzione di calore tradizionali.