根据制冷系统原理，低温低压的液态冷媒在蒸发器里面与周围水进行热交换蒸发器吸收水的热量，蒸发成低温低压的气态，蒸发过程中冷媒温度不变，低温低压气态的冷媒进入到压缩机，经压缩机压缩，被压缩成高温高压的气态，然后进入冷凝器，在冷凝器里与室内的介质进行热交换，高温高压的气态的部份热量被介质吸收，介质温度升高，冷媒放热冷凝器变成高温高压液态，冷凝器过程温度不变，然后进入膨胀阀进行节流，节流是迅速降温的过程，冷媒变成低温低压的液态，此过程后的冷媒再进入到蒸发器进行换热蒸发，从而实现制冷系统的整个过程，这种循环是连续进行的，水才得以连续不断的制冷。
泳池热泵因其低温热源种类不同，其工作原理也有所区别：地下水泳池热泵系统，就是将地下水井内的地下水抽出送入泳池热泵机组，与泳池热泵的工作介质进行热量交换后再回灌到原来的地层中去；地表水泳池热泵系统，就是将江河的水在循环水泵的驱动下，经过处理直接流经泳池热泵机组或通过中间换热器进行热交换的系统；土壤源泳池热泵系统，就是以大地土壤为热源将热泵的换热器埋在地面以下，利用泵的循环液体与大地土壤进行冷热交换的系统；空气源泳池热泵系统，就是利用专用的工质吸收大气中的热量进行热交换的系统。
泳池热泵技术就是采用逆卡诺循环原理，在高位能的推动下，将热量从低位热源流向高位热源的技术，就是说把不能直接利用的热源转化为可利用的高品位热源，从而达到部分节约一次性高位能源的技术。
热泵如此通过制冷剂的不断循环与泳池池水交换热量将水加热，同时在运行中不释放附加热能，不排放***物质，工质与池水完全分开，不会造成二次污染，属于节能环保产品，故在倡导节能环保的今天，泳池热泵必将迎来高速的发展。