Počas prevádzky tepelné čerpadlo na teplú vodu absorbuje teplo z recirkulačného alebo odvádzaného vzduchu a odovzdáva ho do výparníka. Obsahuje chladivo, ktoré sa pri nízkej teplote zahrieva, kým sa zmení na paru. Keďže teplota vypareného chladiva ešte nie je dostatočne vysoká na ohrev vody, nasleduje proces kompresie. V tomto procese sa para dopravuje do kompresora poháňaného prúdom, ktorý ju stláča, kým sa nedosiahne požadovaná teplota.
V poslednom kroku ohriata para chladiva odovzdá svoju tepelnú energiu zabudovanému zásobníku teplej vody, ochladí sa a skondenzuje. Kvapalné chladivo sa potom expanduje pod vysokým tlakom pomocou expanzného ventilu, pričom sa naďalej výrazne ochladzuje. Keď sa chladivo vráti do pôvodného stavu, môže sa opäť začať proces kompresie.