Een warmtepomp is een apparaat dat warmte verplaatst door middel van arbeid. De bekendste vorm is een koelkast. Het begrip warmtepomp wordt meestal gebruikt voor de omgekeerde vorm, die bedoeld is om warmte van een lager niveau naar een hoger te brengen, bijvoorbeeld voor gebouwverwarming.
Een warmtepomp kan meer warmte leveren dan hij aan, meestal elektrische, energie verbruikt omdat deze warmte van een lager temperatuurniveau naar een hogere temperatuur 'pompt'.. Hoeveel meer warmte dit betekent, is afhankelijk van de gebruikte techniek en het temperatuurverschil dat moet worden overwonnen. In optimale situaties kan het tot vijf maal meer zijn, maar bijvoorbeeld een airconditioningsinstallatie, een lucht-lucht-warmtepomp, kan bij sterke vorst nauwelijks nog warmte aan de buitenlucht onttrekken. Hoe groter het temperatuurverschil tussen de lage-temperatuur bron en de hogere temperatuur sink, hoe meer mechanisch vermogen per eenheid getransformeerde warmte verricht moet worden.
Met een passende warmtepomp kunnen gebouwen efficiënt en milieuvriendelijk worden verwarmd. Bij gelijke omvang is het vermogen van de warmtepompen soms, in vergelijking een gas of olie gestookte cv-ketel, beperkter.Hierbij moet niet vergeten worden dat elektriciteit meestal per kWh duurder is dan aardgas (tyisch een factor drie), Een verbeterde gebouwisolatie is daarom bij vervanging van een traditionele verwarming door een warmtepomp veelal noodzakelijk om tot een rendabele oplossing te komen.