Tento typ tepelného čerpadla pracuje na podobném principu jako klimatizace, jen dokáže také vzduch ohřívat, tedy v zimě vzduch nechladí, ale ohřívá. Hodí se jako tepelný zdroj pro zvýšení tepelné pohody. V novostavbách s nízkou tepelnou ztrátovostí a pasivním režimu, kdy bývá využíváno řízeného větrání, je tepelné čerpadlo využíváno stále častěji. Jeho pořízení je také ekonomicky výhodné.
Tepelná čerpadla typu vzduch – vzduch jsou taková, která pro distribuci tepla využívají vzduch a zdrojem tepla je také vzduch. Jde tedy o to, že zdrojem tepla je vzduch z vnějšího prostředí a to dokonce i pokud je v zimních měsících teplota vzduchu pod bodem mrazu. Některá tepelná čerpadla mohou pracovat i v teplotách okolo -15 - -20 °C. Jejich princip fungování spočívá v přímém přenosu tepelného výkonu vzduchu uvnitř místnosti. Tepelná čerpadla mohou mít jednu a nebo více vnitřních jednotek.
Jediným provozním nákladem takového tepelného zdroje jsou náklady na elektrickou energii, která pohání tepelné čerpadlo. Další nespornou výhodou tepelného čerpadla je nenáročná instalace a tak může být použito jak do novostaveb, tak i do starších budov. Jsou ideálním řešením pro budovy, které je nutné tzv. temperovat v zimních měsících – chaty a chalupy.