ヒートポンプとは、温度の低い所から高い所に移動させる機械です。ここでは空調機に使われているヒートポンプでその原理を説明します。外部にある低温の熱を昇温して室内に移動させるには、蒸発、圧縮、凝縮そして膨張のサイクルを利用します。ヒートポンプ内は、低沸点の冷媒（代替フロンなど）が熱移動媒体として循環しています。暖房時には、低温で液状の冷媒は、蒸発器（熱交換器）の場所で低温の熱源（地中熱利用ヒートポンプの場合、地中で熱交換したきた液体）から熱を獲得し、気化します。次に、気化した冷媒は圧縮器で加圧され、昇温されます。昇温したガス状の冷媒は熱交換器に移動し、そこで熱を貰った温水が室内へ供給されます。温水に熱を奪われた冷媒は、その後ガスから液体に戻り、膨張弁の所で冷却され、再び最初の蒸発器に戻ります。冷房の時は、暖房と逆サイクルとなります。