Vzduchové tepelné čerpadlá patria medzi najrozšírenejšie tepelné čerpadlá na Slovensku. Dôvodom je ich jednoduchá a rýchla inštalácia, ako aj relatívne nízke investičné náklady. Bežné vzduchové tepelné čerpadlo získava teplo z vonkajšieho vzduchu a zvyšuje ho na požadovanú teplotu prostredníctvom procesu chladiaceho okruhu. V závislosti od modelu možno zariadenia inštalovať buď vonku, alebo v interiéri. V prípade monoblokových spotrebičov inštalovaných vonku je chladivový okruh kompletne zabudovaný do tepelného čerpadla. Vyrobená vykurovacia energia sa dopravuje do budovy s vykurovacou vodou. Pri splitových tepelných čerpadlách je chladivový okruh oddelený. Teplo sa dopravuje chladivovým potrubím do interiéru budovy, kde sa nachádza výparníkový výmenník tepla. To zaručuje, že vonkajšia jednotka je bez mrazu aj v prípade výpadku elektrickej energie.
Špeciálna forma vzduchového tepelného čerpadla je známa ako tepelné čerpadlo s odsávaním vzduchu. Namiesto vonkajšieho vzduchu toto tepelné čerpadlo využíva odvádzaný vzduch z miestností, ktorý býva oveľa teplejší. To znamená, že kompresor má menej práce, aby dosiahol požadované teploty. Objem vzduchu je však zvyčajne obmedzený, čo znamená, že nie je možná prevádzka v mono režime. Tieto typy tepelných čerpadiel sa spravidla používajú na veľmi malé tepelné zaťaženie.