Prenos energie v tepelnom čerpadle sa deje prostredníctvom chemickej látky nazývanej "chladivo", ktoré cirkuluje cez dva výmenníky (tzv. výparník a kondenzátor). Počas tohto cyklu je v režime chladenia teplo z vnútorného prostredia odvedené do vonkajšieho vzduchu a tým je vlastne miestnosť ochladená. 
Podobne môže byť teplo z vonkajšieho vzduchu prečerpané do vnútorného prostredia a môže byť použité na vykúrenie priestoru.