Soojuspump töötab nagu külmkapp, aga vastupidi. Soojuspump ise koosneb neljast põhiosast: aurustist, kondensaatorist, kompressorist (seade rõhu tõstmiseks) ning paisventiilist (ventiil rõhu langetamiseks). Komponendid on omavahel ühendatud kinniseks süsteemiks, kus ringleb külmaagens (külmakindel lahus), mis ühes süsteemi osas on vedelas ja teises gaasilises olekus. Külmaagensi eripäraks on väga madal keemispunkt, mis on normaalrõhul on -40 kraadi (veel on see 100 kraadi). See omadus toetab külmaagensi kasutamist madalate temperatuuridega soojusallikate juures, nagu näiteks kaevandusvesi.