Siltumsūknis parasti tiek izmantots, lai palīdzētu apkures un dzesēšanas sistēmām gan mājās, gan komerciālās ēkās. Ierīce ir paredzēta, lai vajadzības gadījumā izplūstu auksts vai karsts gaiss. Izplatīts šāda veida ierīču piemērs ir ledusskapis. Ledusskapī ap dzesēšanas kontūru ievieto īpašu darba šķidrumu, lai darbinātu siltumsūkni. Saldēšanas kontūrā ir četri elementi: kondensators, iztvaicētājs, kompresors un izplešanās vārsts.
Kad siltums tiek noņemts no avota, darba šķidrums iztvaiko ar iztvaicētāja palīdzību. Pēc tam tiek atbrīvots siltums, kā rezultātā zona tiek atdzesēta. Kad siltums tiek atbrīvots, lai atdzesētu gaisu, darba šķidrums tiek kondensēts kondensatorā. Tādā gadījumā reversa vārsts rada vēsu gaisu un darba šķidruma virziens tiek mainīts, lai procesu sāktu no jauna. Tāpat kā ar ledusskapi, siltumsūknis noņem siltumu no avota, lai noteiktu zonu uzturētu vēsu.
Siltumsūkņus parasti izmanto vietās, kur nepieciešama apkure vai dzesēšana, bet kur pašreizējais siltuma vai dzesēšanas avots nav atbilstošs. Tāpēc tos bieži izmanto telpu apsildes un dzesēšanas sistēmās, sadzīves un rūpnieciskās mitruma noņemšanai, kā arī sadzīves ūdens sildīšanai. Standarta apkures lietojumos siltumsūknis atdala siltumu no dažādiem avotiem, piemēram, ūdens, gaisa, augsnes un pamatiežiem. No otras puses, dzesēšanas lietojumos siltums tiek izvadīts, nevis atdalīts. Šī ierīce ir vēlamā izvēle rūpnieciskos un sadzīves apstākļos, kur nepieciešama apkure un dzesēšana, jo tā patērē mazāk enerģijas nekā elektrība un citas metodes.
Ir pieejami vairāki dažādi siltumsūkņu veidi, un katram ir savas specifiskās priekšrocības. Viens no populārākajiem veidiem ir zemes siltumsūknis. Tam nav ārēja ventilatora. Tāpēc tas ir ļoti kluss. Turklāt tam ir mazāks bojājumu risks nekā modeļiem ar ārējiem ventilatoriem. Parasti arī tā dzīves ilgums pārsniedz četrdesmit gadus.