Les pompes à chaleur de piscine utilisent le principe de l'échange de calories.
Grâce à un un gaz réfrigérant compressé, les calories présentes dans l'air sont "captées" par la pompe à chaleur. Le gaz ainsi chargé de calorie réchauffe un échangeur (le plus souvent en Titane) dans lequel passe l'eau de la piscine, qui en ressort alors avec quelque degrés de plus. L'écart de température n'est pas très important (entre 1.5 et 4°c) mais suffisant pour réchauffer l'eau de la piscine et la maintenir en température par la suite. Le faible écart de température explique d'ailleurs pourquoi il faut en général plus de 48h pour "gagner" les 5 ou 6°c supplémentaires que l'on souhaite.
Puisque elles captent les calories présentent dans l'air, il arrive, lorsque l'air extérieur est froid, que du givre se forme sur l'évaporateur. La plupart des pompes à chaleur ont une fonction de dégivrage. Le système classique consiste à couper le circuit de gaz afin de faire circuler de l'air plus chaud sur l'évaporateur ci qui à pour effet de le dégivrer. Certaines pompes à chaleur utilisent les systèmes "Inverter". En inversant le circuit de gaz, le gaz chaud passe le long de l'évaporateur et le dégivre ainsi quasiment instantanément.
Les marques les plus connues sont PSA, AIR ENERGY ou encore ASTRALPOOL.