Die Wärmepumpe funktioniert ganz ähnlich wie ein Kühlschrank. Der Kühlschrank entzieht dem Kühlraum die Wärme und gibt diese Energie nach außen ab. Die Wärmepumpe hingegen nimmt die Wärme von außen und beheizt mit dieser gewonnenen Energie den Haushalt. Eine Wärmepumpe dreht also das Prinzip, das man vom Kühlschrank kennt, ins Gegenteil um. Durch die Wärmepumpe fließt ein Kühlmittel, welches schon bei geringer Temperatur verdampft. Dem Wärmekreislauf wird dadurch Wärmeenergie entzogen. Die Wärmepumpe pumpt das verdampfte Kühlmittel anschließend in einen Kompressor, der dieses stark verdichtet. Der Druck erzeugt eine höhere Temperatur und das Kühlmittel verflüssigt sich wieder. Die gespeicherte Wärme kann nun an den Heizkreislauf weitergegeben werden.
Je nach Bauweise gewinnt die moderne Wärmepumpe die notwendige Energie entweder direkt aus der Luft oder aus dem Erdboden. Wichtig für die Effizienz einer Wärmepumpe ist, dass der Temperaturunterschied zwischen der Umweltwärme und der Heiztemperatur möglichst gering ist. Bei einer Wärmepumpe, die ihre Energie aus zehn Meter Bodentiefe gewinnt, kann man sich als Verbraucher darauf verlassen, dass die Temperatur dort selbst im kältesten Winter 10° Celsius beträgt. In Kombination mit einer großflächigen Fußboden- oder Wandheizung, die auf niedrigem Temperaturniveau betrieben wird, ist diese Art der Wärmepumpe in aller Regel die erste Wahl.
Aufgrund der speziellen Energieerzeugung liegt ein erster Vorteil schon einmal auf der Hand. Anders als bei Heizungen, die mit Heizöl oder Erdgas betrieben werden, muss man für den Rohstoff zur Energiegewinnung nichts bezahlen. Angesichts der Preisentwicklung auf dem Markt für fossile Energieträger in den letzten Jahren ist dies ein besonders starkes Argument für den Gebrauch der Wärmepumpe. Denn die Prognosen für die Zukunft verheißen bei diesen Rohstoffkosten keine Verbesserung für die Zukunft, eher das Gegenteil.
Fairerweise muss man aber hinzufügen, dass heute selbst die effizienteste Wärmepumpe nur drei Viertel der Energie direkt aus Umweltwärme erzeugt. Rund 25 Prozent der Leistung wird aus Strom gewonnen, mit der die Wärmepumpe angetrieben wird. Dennoch bleibt die Wärmepumpe deutlich umweltfreundlicher als herkömmliche Heizsysteme. Da der Anteil an erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung stetig steigt und vom Gesetzgeber entsprechend reguliert wird, verbessert sich die ökologische Bilanz der Wärmepumpe mit jedem Jahr des Betriebs sogar noch. Die gewonnene Energie lässt sich im Übrigen nicht nur zum Betrieb der Heizung oder zur Warmwasseraufbereitung nutzen, sondern auch sehr effektiv zur Kühlung einsetzen - ein weiterer Vorteil der Wärmepumpe.