La pompa di calore è una macchina che, utilizzando vari principi fisici legati alla pressione e alla temperatura dei fluidi (gas o liquidi), trasferisce energia termica dall'esterno all'interno di un ambiente da riscaldare o raffrescare.

In sintesi una pompa di calore immette in un ambiente da riscaldare un fluido compresso e quindi più caldo che trasferisce la sua energia; quindi lo riporta all'esterno dove lo lascia espandere e quindi raffreddare più dell'ambiente circostante che comincia a riscaldarlo; in seguito lo comprime nuovamente per riportarlo all'interno, generando un ciclo che permette di riscaldare l'abitazione.

Per gestire questo processo usa in genere energia elettrica.

La pompa di calore utilizza l'energia elettrica in modo molto efficiente perché rende più energia termica dell'energia elettrica consumata; il COP (Coefficiente di prestazione) indica appunto il rapporto tra energia termica generata e energia elettrica consumata; le pompe di calore attuali hanno un COP tra 3 e 4.

La pompa di calore è quindi una macchina che utilizza energia elettrica in maniera efficiente per riscaldare e per raffrescare, a seconda delle stagioni.

Siccome lavora particolarmente bene ed economicamente se non gli vengono richiesti incrementi di temperatura troppo alti o concentrati in un breve lasso di tempo, è un sistema molto efficiente se realizzato dopo aver isolato adeguatamente l'ambiente che deve essere riscaldato e raffrescato.

In secondo luogo se viene alimentato con energia elettrica che l'edificio si auto-produce con un impianto fotovoltaico integrato sull'abitazione, il suo costo di funzionamento viene ridotto al minimo, in pratica al solo prelievo residuale di energia dalla rete.