Durante el funcionamiento, la bomba de calor de agua caliente absorbe el calor del aire de recirculación o del aire de extracción y lo transporta al evaporador. Éste contiene un refrigerante que se calienta a baja temperatura antes de convertirse en vapor. Como la temperatura del refrigerante vaporizado aún no es lo suficientemente alta como para calentar el agua, a continuación se produce un proceso de compresión. En este proceso, el vapor se transporta a un compresor accionado por corriente, que lo comprime hasta alcanzar la temperatura requerida.
En el último paso, el vapor de refrigerante calentado transfiere su energía térmica al depósito de agua caliente incorporado, se enfría y se condensa. A continuación, el líquido refrigerante se expande a alta presión mediante una válvula de expansión mientras sigue enfriándose considerablemente. Una vez que el refrigerante vuelve a su estado inicial, el proceso de compresión puede comenzar de nuevo.