Принцип роботи теплових насосів полягає в акумулюванні розсіяного сонячного тепла, що знаходиться у всіх природних джерелах, і полягає в його транспортуванні до систем опалення та ГВП різних об'єктів.
Принцип роботи теплового насоса вода–вода: вода з джерела віддає тепло випарнику і потрапляє назад у водойму через іншу свердловину для скидання. Холодоагент у випарнику закипає і перетворюється на пару, потім стискається в компресорі, при цьому температура і тиск значно підвищуються.
Усередині теплообмінника холодоагент нагрівається повітрям із навколишнього середовища та поступово переходить у газоподібний стан. Для підвищення температури, що виникають при цьому пари, використовується компресор. Він стискає пари холодоагенту та збільшує як тиск, так і їх температуру до необхідного значення.
Тепловий насос – це пристрій, який працює за зворотним принципом Карно: забирає теплову енергію з низьким потенціалом з навколишнього середовища, перетворює її на високопотенційний та спрямовує на опалення вдома. Джерелом тепла йому служить повітря, вода, грунт.