Le principe de fonctionnement est basé sur les propriétés du changement de pression d'un liquide. Les PAC se composent d'un compresseur, d'un détendeur et de deux échangeurs de chaleur (l'évaporateur et le condenseur), qui constituent un circuit fermé à l'intérieur desquels circule un fluide volatile (le fluide actif).
Théoriquement, la quantité de chaleur fournie par une pompe à chaleur est égale à la somme de la chaleur extraite de la source et de l'énergie utilisée pour la faire fonctionner. En pratique, l'efficacité d'une pompe à chaleur est donnée par son coefficient de performance (COP), qui traduit le rapport entre la quantité d'énergie qu'elle délivre et la quantité d'énergie utilisée pour la faire fonctionner (de l'électricité).
Pour considérer une pompe à chaleur comme efficace en particulier d'un point de vue environnemental, la valeur du COP moyen sur la saison de chauffe doit être au moins égale à 3. Autrement dit, pour 1 kWh d'électricité consommée, la PAC doit fournir 3 kWh de chaleur.
Le soin apporté au dimensionnement et à l'installation sont déterminants pour la performance d'une PAC : adressez-vous aux fabricants et importateurs pour trouver un installateur compétent près de chez vous.