水往低处流，水泵是能将水由低处送往高处的装置。热能由高温物体传向低温物体，热泵则是能将热能由低温物体转移至高温物体的装置，可以为用户提供采暖、制冷、热水、烘干等功能。
根据热力学第二定律，热量可以自发地从高温物体传递到低温物体。我们都知道，在自然状态下，我们不能将外部寒冷环境中的热量带到更加温暖的室内环境中。但科技的发展则是通过理论及相关设备将自然状态下不可能发生的事情实现，而这项将热量从冷环境传送到热环境的热泵技术已存有150多年了。
热泵本身并不生产热，只是热的搬运工，基于逆卡诺循环原理，用少量电能驱动机组，通过热泵系统中的工作介质进行变相循环，把低品位热能吸收压缩升温后加以利用。热泵作为绿色低碳的热能供应方案，具备环保节能、能效比高、运行费用低等优势，可广泛应用于建筑、工业、农业及交通等领域，有巨大的环境效益和社会效益，是大力推动节能减排、助力全球“碳达峰、碳中和”进程的必然路径。
热泵的主要构件包括制冷剂、压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等。热泵系统通过多个阀和泵的控制，能够把热量从温度低的地方搬运到温度高的地方，具有制冷制热两种工况。目前市面上存在着三种典型的热泵空调系统，分别为直接式/间接式/补气增焓直接式热泵空调系统。其中，采用增焓技术的热泵空调系统能够缓解低温环境下制热效率偏低的问题，目前国内厂商也开始逐渐开发测试采用增焓技术的热泵系统。
热泵系统的核心原理是一个封闭循环的回路，其中的介质被称为冷媒或制冷剂，它在此循环回路中被连续地压缩和膨胀。在每次被压缩和膨胀时（即每一轮工作状态），制冷剂将热量从低温环境中‘抽取’并传送到高温环境中。空气并未作为冷媒使用，尽管它不会造成污染且无成本，因为其每轮工作状态的热效率相当低，实际使用的冷媒是能够在吸收热量时蒸发，散发热量时冷凝的液体。液体形态的改变过程能够在每一轮工作循环中极大地提高热效率。将循环方式调转，这类设备既可用于供热也可用于制冷。
