Pompa ciepła powietrze-woda wykorzystuje ciepło zmagazynowane w powietrzu i przekazuje je do czynnika chłodniczego. Podgrzany czynnik trafia do sprężarki, gdzie następuje podwyższenie jego ciśnienia i temperatury. Następnie czynnik przechodzi przez skraplacz, gdzie oddaje ciepło do instalacji grzewczej i skrapla się. Skroplony czynnik trafia do zaworu rozprężnego, gdzie ciśnienie zostaje obniżone. W ostatnim etapie czynnik wraca do parownika, a cały proces się powtarza.