В настоящее время всё чаще в качестве вспомогательного или основного источника тепла используют тепловые насосы. Принцип действия таких устройств можно назвать «холодильник наоборот». Тепловой насос преобразовывает тепло низкотемпературного источника в высокотемпературное тепло, которое используется для обогрева необходимого помещения. Если же есть реверсивный режим работы, такая система может охлаждать в тёплое время года.
В зависимости от принципа работы они разделяются на компрессионные (приводятся в действие с помощью механической энергии) и абсорбционные (возможно  использование тепла в качестве источника энергии).

Система отопления тепловым насосом состоит из источника тепла (земля, вода, воздух), самого теплового насоса, агрегатов распределения и аккумулирования тепла.  
Функционирует система «тепловой насос» так: жидкий хладагент попадает в испаритель, расположенный в зоне действия теплоотдатчика, нагревается этим теплом, потом  испаряется, пары забираются компрессором. При повышении давления совершается рост температуры пара. Затем в конденсаторе пары превращаются в жидкость и отдают тепло через теплообменник в систему, то есть нагревают воду отопительного контура. Для того чтобы цикл по передаче тепла от холодного источника к горячему осуществился, необходимо располагать определенными условиями – в испарителе должно быть более низкое давление, чем в конденсаторе.
Тепловой насос - экономичное устройство, так как при его работе энергия тратится только на перемещение компрессором хладагента. При затратах 1кВт электроэнергии можно получить до 4 кВт тепла.
Наилучшим источником энергии для данного оборудования является грунтовая вода, поскольку она на протяжении всего года имеет неизменную температуру +8 - 10 по Цельсию. Можно использовать незамерзающие зимой реки и озёра. Отличным источником энергии является земля, тепло из которой забирается тремя способами: через плоскостной коллектор, компактный коллектор или через глубинный зонд. В ситуациях, когда источниками тепла являются вода или земля, тепловой насос работает независимо от температуры наружного воздуха. Установка по типу «воздух-воздух» может забирать тепло наружного воздуха (допускается температура  до -15 по Цельсию) и отдавать нагретый воздух для отопления помещения.
Тепловой насос служит до основательной починки 10 – 15 сезонов отопления, примерно через это время необходимо заменить компрессор. Обслуживание таких систем отопления заключается в техническом осмотре и контроле режима работы.  Для этого не требуются специальные навыки. За два-три отопительных сезона установка системы окупается.
Плюсы тепловых насосов: употребляют бесплатную природную энергию, для их работы не нужно горючее топливо, обеспечивают стабильную температуру, просты в эксплуатации, надёжны и долговечны, экологически безопасны, существенно снижают затраты на отопление.