Tepelná čerpadla jsou zařízení, která na své primární straně odnímají teplo z jedné teplonosné látky (vody, vzduchu nebo země) s nižší teplotou a převádějí ho na své sekundární straně do jiné teplonosné látky (vzduch, voda) s vyšší teplotou. Proto mohou být využita pro vytápění a přípravu teplé vody, přestože na jejich primární straně je venkovní vzduch, země či voda s teplotami okolo nuly, v případě vzduchu i s významně podnulovými teplotami, a na sekundární straně dokážou připravit teplou vodu o teplotě 55 °C a vyšší.
K tomu, aby došlo k transportu tepelné energie z prostředí o nižší teplotě do prostředí s teplotou vyšší, tedy opačným směrem, než tento proces probíhá samovolně v přírodě, musíme dodat energii. Nejčastěji jde o elektrickou energii pro elektromotor pohánějící kompresor v tepelném čerpadle, případně plyn pro plynový motor, nebo tepelnou energii na podporu procesů probíhajících v sorpčním materiálu. V závislosti na konstrukci tepelného čerpadla, vlastnostech primárního zdroje tepelné energie ať již má přírodní nebo odpadní původ, a na rozdílu teplot, který musí tepelné čerpadlo překonat, se odvíjí velikost topného faktoru. Ten číselně udává poměr mezi využitelnou tepelnou energií na vytápění, přípravu teplé vody a pomocnou energií, kterou jsme museli tepelnému čerpadlu na jeho činnost dodat. Proto je topný faktor zásadním kritériem energetické efektivity tepelného čerpadla a z jeho velikosti v konkrétních provozních poměrech vyplývají náklady, které provozovatel za vytápění, přípravu teplé vody zaplatí.
