Pokud zařízení umí nejen chladit, ale i takto topit, mluvíme o tepelném čerpadle. Název tepelné čerpadlo vystihuje, že zařízení „čerpá“ teplo, resp. energii z jednoho prostoru do druhého. Od čerpání se snadno dostaneme k termínu kompresoru, který zajišťuje transport a úpravu teplonosného média.
Principem klimatizace je pouze transport energie a tepla. Teplo pouze odebereme a předáme o kousek dál. Tento jednoduchý princip má velkou výhodu ve své nízké energetické náročnosti. Topení tepelným čerpadlem je zatím doposud nejekonomičtější způsob vytápění s nejnižšími provozními náklady. Teplo není třeba oproti klasickým zdrojům tepla neekonomicky vyrábět (hoření) ani přeměňovat (elektrické topení) a hradí se pouze náklady na jeho transport. Na transport 1 kW tepelné energie je potřeba cca 250W el. energie – odtud koeficient účinnosti je až 4,4!
V přírodě je vždy „něco za něco“. Jedinou nevýhodou tepelného čerpadla je skutečnost, že fyzikální procesy nutné pro transport tepla mají určitá teplotní omezení. Tepelné čerpadlo pracuje, pokud je venkovní teplota vyšší než -15°C. Optimální venkovní teplota pro topení je od -5°C do +5°C. V našich zeměpisných podmínkách nelze tedy spoléhat na vytápění tepelným čerpadlem typu vzduch-vzduch celoročně, ale pokryje řádově 90% až 95% roku. Pokud se instaluje do budovy s moderními izolačními vlastnostmi, je jeho využití v průběhu roku velmi výrazné – jek v létě pro chlazení, tak v přechodných obdobných a v zimně k velmi ekonomickému vytápění.