Une pompe à chaleur air/air est composée de deux éléments principaux : une unité extérieure et une ou plusieurs unités intérieures. L'unité extérieure capte les calories de l'air ambiant et les transfère à un fluide frigorigène qui circule dans un circuit fermé. Ce fluide change d'état selon la température et la pression auxquelles il est soumis. Il passe ainsi de l'état liquide à l'état gazeux et inversement.
En mode chauffage, le fluide frigorigène se vaporise en captant les calories de l'air extérieur. Il est ensuite comprimé par un compresseur qui augmente sa température. Il passe alors dans les unités intérieures où il se condense en cédant sa chaleur à l'air ambiant. Le fluide frigorigène repart ensuite vers l'unité extérieure où il est détendu et refroidi avant de recommencer le cycle.
En mode rafraîchissement, le cycle est inversé. Le fluide frigorigène se condense en captant la chaleur de l'air intérieur. Il est ensuite détendu par un détendeur qui abaisse sa température. Il passe alors dans l'unité extérieure où il se vaporise en cédant sa fraîcheur à l'air extérieur. Le fluide frigorigène repart ensuite vers les unités intérieures où il est comprimé et réchauffé avant de recommencer le cycle.
