Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας μια αντλίας θερμότητας σε κύκλο θέρμανσης, θερμότητα αντλείται από το περιβάλλον και μεταφέρεται στον εσωτερικό χώρο μια κατοικίας. Ακριβώς επειδή λειτουργούν με αυτό τον τρόπο, είναι πολύ πιο αποδοτικές και από τα πλέον αποδοτικά συστήματα θέρμανσης ορυκτών καυσίμων. Πιο συγκεκριμένα,όσο θερμότερο είναι το εξωτερικό περιβάλλον τόσο αυξάνει και ο βαθμός απόδοσης της αντλίας που μπορεί να φθάσει και το 300%.   Αυτό σημαίνει ότι για να αντλήσει τρεις κιλοβατώρες ενέργειας για θέρμανση, καταναλώνει μόνο μία κιλοβατώρα ηλεκτρικής ισχύος. Από τα παραπάνω γίνεται κατανοητό πως η αντλία θερμότητας αποτελεί την βέλτιστη επιλογή συστήματος θέρμανσης στην Ελλάδα λόγω των ήπιων χειμερινών θερμοκρασιών εν συγκρίσει με τις χώρες της κεντρικής και βόρειας Ευρώπης.

Οι πιο διαδεδομένες αντλίες θερμότητας είναι οι αντλίες αέρος-νερού. Οι αντλίες αυτές, αντλούν την θερμότητα από τον αέρα του περιβάλλοντος και ζεσταίνουν το νερό που θα χρησιμοποιηθεί για θέρμανση και ζεστό νερό χρήσης. Συγκαταλέγονται πλέον στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, επειδή εκμεταλλεύονται την αποθηκευμένη ενέργεια που υπάρχει στον αέρα. Οι αντλίες θερμότητας  μπορούν να συνδυαστούν με ενδοδαπέδια θέρμανση, με μονάδες fan-coils καθώς και με  καλοριφέρ.

Τέλος πρέπει να τονιστεί ότι η αντλίες θερμότητας μπορούν να αντιστρέψουν τον κύκλο λειτουργίας τους και να χρησιμοποιηθούν για ψύξη.