空調熱泵系統有很多種應用，常見的有:空氣源熱泵、水源熱泵、土壤源熱泵、水環熱泵、吸收式熱泵等。

空氣源熱泵在冬季供熱時，以室外空氣作為低溫熱源，在夏季制冷時，以室外空氣作為高溫熱源。空氣作為低溫熱源，取之不盡、用之不竭、處處都有，可以無償獲取，空氣源熱泵裝置安裝靈活、使用方便。但是空氣作為熱泵的低溫熱源也有一些缺點.其中最主要的缺點是在夏季室外溫度越高，室內需要的冷量增加，而熱泵的制冷量卻降低，冬季室外溫度越低，室內需要的熱量增加，而熱泵的制熱量卻大大降低;其次是在冬季室外溫度很低時，室外換熱器中的制冷劑工質的蒸發溫度也會很低。

當室外換熱器表面的溫度低于周圍空氣的露點溫度，空氣當中的水蒸氣就會凝結成水，如果室外換熱器表面的溫度降至0℃以下，凝水就會凍結成霜，霜層逐漸加厚，惡化換熱器的傳熱效果，增大了空氣阻力，降低機組的供熱能力，嚴重時機組會停止運行。還有空氣的熱容量小，為了足夠的冷量(夏季)和熱量(冬季)，需要較大的空氣量，風機風量的增加，會增大熱泵裝置的噪聲。

空氣源熱泵機組包括空氣一空氣熱泵機組和空氣一水熱泵機組，常見的空氣一空氣熱泵機組有家用熱泵型空調器和熱泵型多聯機組。