热泵主要由压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器这四大部件组成的，空气源热泵中蒸发器一般为翅片换热器，冷凝器为套管换热器。通过电能的输入电机做功，驱动压缩机，使制冷剂在系统中循环。

在这个过程中，低温低压的气态制冷剂经过压缩机后变成高温高压的气态制冷剂。高温高压的气态制冷剂经过套管换热器冷凝放热，变成高温高压的液态制冷剂。高温高压液态制冷剂经过膨胀阀（膨胀机）节流膨胀，变成低温低压的液态制冷剂。低温低压的液态制冷剂经过翅片换热器，同时风扇驱动源源不断的空气经过翅片换热器外表面，制冷剂蒸发吸热，变成低温低压气态制冷剂。然后制冷剂进入压缩机进行下一循环，热量就源源不断从低温热源（室外空气）转移到高温热源（室内空气、热水等）。