Hogy a hőszivattyú csak oly lassan terjedt el, annak oka, az volt, hogy nem értették meg azokat az elveket, melyeken működése és alkalmazása alapult.

A hőszivattyú – mint azt neve is mutatja – csupán eszköz ahhoz, hogy valamely közegből elvont hőt egy másik közegbe vigyen át. A hűtőszekrény is – egy irányban működő – hőszivattyú, amennyiben elvonja a hőt a szekrény belsejéből és azt a külső levegőnek adja át. A hűtőszekrény és valamely háztartási vagy ipari hőszivattyú között az alapvető különbség csupán az, hogy a hőszivattyú működése reverzálható.

A hőszivattyú működése megértésének egyik akadálya az, hogy sokan azt gondolják, hogy a „meleg” és a „hideg” hasonló, de ellentétes előjelű mennyiségek. Amint megértjük, hogy a meleg az egyetlen valóban létező mennyiség, tehát a hideg csupán a meleg viszonylagos hiányát jelenti, úgy a hőszivattyú elve teljes egészében világossá válik. Minden anyag – gáz, folyadék, szilárd anyag – bizonyos mennyiségű hőt tartalmaz mindaddig, amíg az abszolút 0 fokot (–273 °C) el nem éri.

A hő a melegebb tárgyról áramlik a hidegebb tárgy felé. Ily módon valamely megfelelően megtervezett rendszerben cirkuláló hőkicserélő közeg a külső levegőből mindig felvehet hőt, bármily alacsony is annak hőmérséklete, és átadhatja azt a belső levegőnek; nyáron pedig ez a ciklus megfordítható. Mindössze az szükséges, hogy a közeg hőmérséklete alacsonyabb legyen, mint azé a levegőé, melyből hőt von el és magasabb, mint azé a levegőé, melynek hőt ad le.