히트펌프 난방은 전기를 이용해 열을 만들어내기보다 한곳에서 다른 곳으로 옮기는 방식이다. 공기열 히트펌프를 예로 들면, 겨울철 바깥 공기에서 열을 흡수해 실내로 전달한다. 미국 에너지부는 히트펌프가 전기를 사용해 열을 이동시키며, 난방 때는 외부의 열을 실내로 옮긴다고 설명한다.

열을 옮기는 과정에는 냉매가 순환한다. 실외 열교환기에서 냉매가 열을 흡수하고, 압축기가 전력을 사용해 냉매의 압력과 온도를 높인다. 뜨거워진 냉매는 실내 열교환기에서 열을 내놓은 뒤 팽창 장치를 지나 압력과 온도가 낮아지고, 다시 실외 열교환기로 돌아간다. 미국 에너지부의 건물 에너지 교육 자료는 압축기와 실내·외 코일, 팽창 밸브를 열 이동의 주요 구성 요소로 제시한다.

전력은 주로 압축기와 팬을 작동시키는 데 쓰인다. 따라서 히트펌프의 난방 성능은 투입한 전력과 비교해 실내에 전달한 열의 양으로 나타낼 수 있다. 이를 성능계수(COP)라고 하며, 미국 에너지부는 난방 시 전달한 열을 순투입 일로 나눈 값으로 정의한다. 열을 이동시키는 장치이므로 조건에 따라 COP가 1을 넘을 수 있지만, 이는 전기를 열로 바꾸는 전기저항식 난방과 작동 원리가 다르기 때문이다.

외부 기온이 낮아지면 공기에서 흡수할 수 있는 열이 줄고 난방 운전 조건도 달라질 수 있다. 미국 에너지부는 일반 히트펌프의 성능이 추운 기후에서 낮아질 수 있다고 설명하며, 저온 환경에서 성능을 높이는 제품도 별도로 다룬다. 실제 난방 능력과 전력 사용량은 제품과 외부 조건에 따라 달라지므로, 특정 제품의 성능은 해당 모델의 공식 자료를 기준으로 봐야 한다.