Den wichtigsten Beitrag für das Funktionieren einer Wärmepumpe leistet ein Kältemittel, nachfolgend Arbeitsmedium genannt. Es hat die Eigenschaft, bei niedrigsten Temperaturen zu verdampfen. Leitet man nun Außenluft oder Wasser zu einem Wärmeaustauscher (Verdampfer), in dem das Arbeitsmedium zirkuliert.

Dann entzieht es dieser Wärmequelle die notwendige Verdampfungswärme und geht vom flüssigen in den dampfförmigen Zustand über. Die Wärmequelle kühlt sich dabei um einige Grad ab. Ein Verdichter saugt das dampfförmige Arbeitsmedium an und preßt es zusammen.

Durch die Druckerhöhung steigt auch die Temperatur, das Arbeitsmedium wird also auf ein höheres Temperaturniveau „gepumpt". Hierzu ist elektrische Energie notwendig. Da es sich um einen saugdampf-gekühlten Verdichter handelt, geht diese Energie (Motorwärme) nicht verloren, sondern gelangt mit dem verdichteten Arbeitsmedium in den nachgeschalteten Verflüssiger.

Hier gibt das Arbeitsmedium seine gewonnene Wärme an das Umlaufsystem der Warmwasser-heizung ab, indem es sich verflüssigt. Anschließend wird mit Hilfe eines Expansions-ventils der noch immer vorhandene Druck abgebaut und der Kreisprozeß beginnt erneut.