Cela nécessite un circuit frigorifique fermé (cela peut paraître paradoxal, mais c'est ainsi que cela s'appelle) composé d'un évaporateur, d'un compresseur, d'un condenseur et d'un détendeur. Ainsi qu'un réfrigérant approprié comme vecteur d'énergie.

L'énergie thermique de la terre, de l'air ou de l'eau est conduite vers l'évaporateur. Le fluide frigorigène absorbe cette énergie, se réchauffe et s'évapore. Le compresseur comprime le réfrigérant gazeux et le porte à un niveau de température plus élevé. Dans le condenseur, l'énergie du réfrigérant maintenant comprimé et chaud est transférée au système de chauffage.

Le réfrigérant se refroidit et redevient liquide, puis il passe par la vanne d'expansion et se dilate. le cycle peut ensuite recommencer.