Pompa ciepła pobiera wodę z czerpnej studni, gdzie ma stałą temperaturę (7-12 °C). Ta woda stanowi dolne źródło energii, które jest kluczowe dla efektywności systemu.
Woda trafia do wymiennika ciepła, gdzie przekazuje swoją energię cieplną czynnikowi roboczemu (np. freon). Czynnik roboczy paruje, a jego temperatura wzrasta, co umożliwia dalszą obróbkę ciepła.
Gazowy czynnik roboczy, pod wysokim ciśnieniem, przemieszcza się do skraplacza, gdzie oddaje ciepło do systemu grzewczego budynku. Po oddaniu ciepła, czynnik roboczy wraca do stanu ciekłego i cykl się powtarza.