V naravi se toplota iz toplejšega telesa spontano prenese na hladnejšega, toplotne črpalke pa za ta prenos porabijo tudi določeno količino energije v obliki elektrike.
Količina energije, ki jo toplotna črpalka porabi za izvedbo te naloge, je znatno nižja od tiste, ki jo porabijo ustaljeni ogrevalni sistemi.
Toplotna črpalka zrak-voda je sposobna proizvajati energijo za ogrevanje in toplo sanitarno vodo z do 25 % električne energije, ki je nabavljena pri distributerjih električne energije, in z do 75 % brezplačne energije, ki jo črpa iz okolja, in to celo pri zelo nizkih zimskih temperaturah.
To ji omogoča tehnologija s spiralnim kompresorjem, ki izkorišča fizikalne lastnosti freona (plin z oznako R410-A), katerega vrelišče je pri -48,5 °C. Nekatere toplotne črpalke zrak-voda lahko delujejo tudi za hlajenje poleti, kar so t. i. reverzibilni modeli.
