Las bombas de calor de aire se encuentran entre las más instaladas en Alemania. Esto se debe tanto a su sencilla y rápida instalación como a sus costes de inversión relativamente bajos. Una bomba de calor aerotérmica convencional extrae el calor del aire exterior y lo eleva a la temperatura necesaria mediante el proceso del circuito de refrigeración. Dependiendo del modelo, los aparatos pueden instalarse en el exterior o en el interior. En el caso de los aparatos monobloque instalados en el exterior, el circuito de refrigerante está completamente integrado en la bomba de calor. La energía calorífica generada se transporta al interior del edificio con agua de calefacción. En las bombas de calor divididas, el circuito de refrigerante está separado. El calor se transporta por la tubería de refrigerante hasta el interior del edificio, donde se encuentra el intercambiador de calor del evaporador. Esto garantiza que la unidad exterior esté libre de escarcha, incluso en caso de corte del suministro eléctrico.
Una forma especial de bomba de calor aerotérmica es la bomba de calor por extracción de aire. En lugar de aire exterior, esta bomba de calor utiliza el aire extraído de las habitaciones, que suele estar mucho más caliente. Esto significa que el compresor tiene menos trabajo para alcanzar las temperaturas requeridas. Sin embargo, el volumen de aire suele ser limitado, lo que significa que no es posible el funcionamiento monomodo. Por regla general, estos tipos de bomba de calor se utilizan para cargas térmicas muy pequeñas.