Durante o funcionamento, a bomba de calor de água quente absorve o calor do ar de recirculação ou do ar de exaustão e transporta-o para o evaporador. O evaporador contém um refrigerante que é aquecido a uma temperatura baixa antes de se transformar em vapor. Como a temperatura do refrigerante vaporizado ainda não é suficientemente elevada para aquecer a água, segue-se um processo de compressão. Neste processo, o vapor é transportado para um compressor acionado por corrente, que o comprime até à temperatura necessária.
No último passo, o vapor de refrigerante aquecido transfere a sua energia térmica para o depósito de água quente incorporado, arrefece e condensa. O líquido de refrigeração é então expandido a alta pressão através de uma válvula de expansão, enquanto continua a arrefecer consideravelmente. Quando o refrigerante regressa ao seu estado inicial, o processo de compressão pode recomeçar.