Siltumsūkņu darbībā tiek izmantota dabā esošā enerģija.

Dabā siltumenerģija ir sastopama visapkārt mums, taču tā atrodas izklaidus. Jautājums ir — kā izmantot šo siltumenerģiju. Būtībā siltumsūknis darbojas kā esošās siltumenerģijas koncentrētājs, kas izmanto vidē uzkrāto siltumenerģiju. Vispiemērotākais siltuma avots ir atkarīgs no ēkai nepieciešamā enerģijas daudzuma, izmantotās iekšējās apkures sistēmas un vides faktoriem. Siltumsūkņa sistēmu veido iekārta apkures un karstā ūdens nodrošināšanai, kontūra (kolektora tipa) sistēma siltuma savākšanai no apkārtējās vides un ūdens apsildes sistēma siltuma nogādāšanai apsildāmajās telpās.

Kontūrs ir sistēmas daļa siltuma iegūšanai no apkārtējās vides. Siltumsūkņa kontūrs tiek uzstādīts siltuma avotā, un tā iegūtais siltums tiek nogādāts siltumsūknī, kurā ar speciāla kompresora palīdzību tiek saspiests, kā rezultātā uzsilst un tiek nodots tālāk apkurei un ikdienas lietošanai paredzētā ūdens sasildīšanai līdz nepieciešamajai temperatūrai. Siltumsūknis var izmantot dažādus siltumenerģijas avotus: zemes virsmu, dziļurbuma ūdeni, atklātu ūdenskrātuvju siltumu, saules un gaisa siltumu. Ja tiek izmantoti visi siltuma avoti vienlaikus, tad var izmantot arī ventilējamā gaisa atlikušo siltumu, kas paaugstina sistēmas lietderības koeficientu.

Vienmēr ir rodams kāds risinājums siltuma iegūšanai no apkārtējās vides. Izvēloties ir jāņem vērā tas, kāda sistēma tiks ierīkota, potenciālais sistēmas izdevīguma koeficients un ierīkošanas izmaksas. Siltumsūkņa sistēmu vēlāk var pilnīgot, piemēram, pievienojot saules enerģijas kolektorus vai ventilācijas iekārtu, kas paredzēta ventilējamā gaisa siltuma izmantošanai. Siltumsūkņi ir ne tikai finansiāli izdevīgi — tie arī saudzē dabu.