Ջերմային պոմպ, սարք, որի միջոցով ջերմային էներգիան ցածր ջերմաստիճանի ջերմատուից (սովորաբար, շրջապատող միջավայրից) հաղորդվում է բարձր ջերմաստիճանի ջերմընդունիչին։ Ջերմային պոմպի աշխատանքի համար անհրաժեշտ է արտաքին էներգիայի (օրինակ, մեխանիկական, էլեկտրական, քիմիական) ծախս։ Ջերմային պոմպում տեղի ունեցող պրոցեսները նման են սառնարանային մեքենայում կատարվող պրոցեսներին։ Որպես ջերմային պոմպի աշխատանքային մարմին սովորաբար ծառայում է եռման ցածր ջերմաստիճան ունեցող հեղուկը (ֆրեոն, ամոնիակ)։ Կատարվող արտաքին աշխատանքին համարժեք ջերմությունից բացի ջերմային պոմպի ջերմ ընդունիչը ստանում է ջերմատուից (օրինակ, գետի ջրից) փոխադրված ջերմությունը։ Հետևաբար, ջերմային պոմպում էներգիայի փոխակերպման գործակիցը միշտ մեծ է մեկից, և այդպիսի պրոցեսն ավելի շահավետ է, քան էլեկտրական, մեխանիկական կամ քիմիական էներգիայի անմիջական փոխակերպումը ջերմայինի։ Սակայն, էներգետիկայի զարգացման պայմանները, որոնք նախատեսում են ջերմության և էլեկտրաէներգիայի համատեղ արտադրում, սահմանափակում են ջերմային պոմպ կիրառման ոլորտը։ Երբեմն ջերմային պոմպ օգտագործում են ջեռուցման նպատակով։