Energian siirto lämpöpumpuissa tapahtuu kemiallisen yhdisteen, kylmäaineen, avulla, joka kiertää kahden lämmönvaihtimen välillä. Lämmöntalteenotto ja -luovutus lämmönvaihtimissa tapahtuu kylmäaineen höyrystyessä ja lauhtuessa. Kylmäainekierron aikana jäähdytyskäytössä lämpöä siirretään sisältä ulos, jolloin sisätilat jäähtyvät. Samalla tavoin ulkoilmasta voidaan siirtää lämpöä sisätilojen lämmittämiseksi.