Met een warmtepomp kan die warmte op een efficiënte manier opgewaardeerd worden naar een bruikbaar temperatuurniveau. Ondanks dat er verschillende soorten warmtepompen zijn, komt de werking over het algemeen op hetzelfde neer. Deze is in drie stappen onder te verdelen. Een vloeistof waarvan het kookpunt lager ligt dan de temperatuur van de omgeving dient als transportmiddel van de warmte. De vloeistof verdampt onder invloed van de warmte die onttrokken wordt aan de bodem, de omgevings­lucht of het oppervlaktewater. De verdampte vloeistof wordt vervolgens samengedrukt door een compressor, waardoor de temperatuur van de damp stijgt.

Als laatste wordt de damp gecondenseerd tot een vloeistof. Bij deze overgang komt warmte vrij, die bruikbaar is. De temperatuur van de vloeistof is nu namelijk hoger dan bij de start van het proces. De compressor pompt de vloeistof nu naar de verdamper, zodat het proces weer van vorenaf aan kan beginnen.