Toplinska pumpa se obično koristi za pomoć u sustavima grijanja i hlađenja kako u kući tako iu poslovnim zgradama. Uređaj je dizajniran za ispuštanje hladnog ili vrućeg zraka kada je to potrebno. Čest primjer ove vrste uređaja je hladnjak. U hladnjaku je oko rashladnog kruga postavljena posebna radna tekućina za rad toplinske pumpe. Krug hlađenja sadrži četiri elementa: kondenzator, isparivač, kompresor i ekspanzijski ventil.
Kako se toplina odvlači od izvora, radni fluid isparava uz pomoć isparivača. Toplina se tada oslobađa, što rezultira hlađenjem područja. Kako se toplina oslobađa za hlađenje zraka, radni fluid kondenzira kondenzator. Kako se to dogodi, reverzni ventil stvara hladan zrak i smjer radnog fluida se obrće kako bi se proces ponovno pokrenuo. Baš kao i kod hladnjaka, toplinska pumpa uklanja toplinu iz izvora kako bi određeno područje održalo hladnim.
Toplinske pumpe se općenito koriste na mjestima gdje je potrebno grijanje ili hlađenje, ali gdje trenutni izvor topline ili hlađenja nije odgovarajući. Stoga se često koriste kod sustava grijanja i hlađenja prostora, kod kućnog i industrijskog odvlaživanja, te kod grijanja vode za kućanstvo. U standardnim primjenama grijanja, toplinska pumpa odvaja toplinu iz različitih izvora kao što su voda, zrak, tlo i temeljna stijena. U primjenama hlađenja, s druge strane, toplina se ispušta, a ne odvaja. Ovaj uređaj je poželjan izbor u industrijskim i kućanskim okruženjima gdje je potrebno grijanje i hlađenje jer koristi manje energije od električne energije i drugih metoda.
Dostupno je nekoliko različitih tipova toplinskih pumpi, od kojih svaka ima svoje specifične prednosti. Jedan od najpopularnijih oblika je toplinska pumpa iz zemlje. Ovo nema vanjski ventilator. Stoga je vrlo tiho. Osim toga, nosi manji rizik od oštećenja od modela s vanjskim ventilatorima. Općenito također ima životni vijek od preko četrdeset godina.