Värmeenergi överför naturligtvis från varma platser till kallare utrymmen. En värmepump kan dock vända om processen genom att absorbera värme från ett kallt utrymme och släppa det till en varmare. Värme är inte bevarad i denna process och kräver viss mängd extern energi, såsom el. I värme-, ventilations- och luftkonditionering (HVAC) -system hänvisar termen värmepump vanligen till ångkompressorkylanordningar optimerade för hög effektivitet i båda riktningarna för värmeenergiöverföring. Dessa värmepumpar kan vara reversibla och arbeta i båda riktningarna för att ge upphettning eller kylning till det inre utrymmet.
Värmepumpar används för att överföra värme eftersom mindre högkvalitativ energi är nödvändig än vad som släpps ut som värme. Huvuddelen av energin för uppvärmning kommer från den yttre miljön, bara en bråkdel kommer från el (eller någon annan högkvalitativ energikälla som krävs för att köra en kompressor). I elektriskt drivna värmepumpar kan den överförda värmen vara tre eller fyra gånger större än den elektriska strömförbrukningen, vilket ger systemet en prestandakoefficient på 3 eller 4, i motsats till en COP på 1 för en konventionell elektrisk resistans värmare, där all värme produceras från inmatad elektrisk energi.
