Para efeitos de aquecimento, uma bomba de calor utiliza um circuito de gás frigorígeneo para extrair energia do ar exterior e colocá-la na água aumentando a sua temperatura. Essa água quente por sua vez serve para aquecer um depósito de água quente sanitária ou para ser enviada para sistemas de climatização a água (p.ex. ventilo-convetores, pavimento radiante, radiadores).
Ao invés, para efeitos de arrefecimento, no caso de bombas de calor reversíveis, é extraída energia da água e transferida para o ar exterior, diminuindo a sua temperatura. Essa água fria é enviada para sistemas de climatização a água (p.ex. ventilo-convetores).
A eficiência da bomba de calor costuma ser avaliada de acordo com o coeficiente de desempenho do sistema, que costuma variar entre 3 e 5. Por outras palavras, a extração de calor de fontes renováveis requer apenas 1 kW de alimentação elétrica para gerar entre 3 kW e 5 kW de aquecimento. Assim, os sistemas de bomba de calor são 3 a 5 vezes mais eficientes do que as caldeiras de combustíveis sólidos e são mais capazes de aquecer totalmente uma casa, mesmo durante as temperaturas mais baixas de Inverno.