Ukratko, princip rada toplinske pumpe za bazen je da povrati i iskoristi toplinu izgubljenu isparavanjem s površine vode u bazenu, prenoseći je u vodu i zrak bazena kako bi nadoknadila gubitak topline u oba. Istovremeno, postiže klimatizaciju i odvlaživanje, te uvodi malo svježeg zraka u prostoriju kako bi se osigurao kvalitet zraka u zatvorenom prostoru i spriječila kondenzacija. Njegov radni proces se može grubo podijeliti u dva koraka:
Prvo, topli, vlažni unutrašnji vazduh razmenjuje toplotu sa svežim spoljnim vazduhom kroz izmenjivač toplote, postajući topao, vlažan vazduh. Ovaj topli, vlažni zrak zatim struji kroz isparivač, gdje njegova temperatura pada, uzrokujući kondenzaciju vodene pare u kapljice hladne vode koje se odvajaju od zraka, čineći zrak suhim i postižući funkciju odvlaživanja zraka. Istovremeno, rashladno sredstvo apsorbuje toplotnu energiju (latentnu toplotu i osetljivu toplotu) koja se oslobađa tokom vazdušnog hlađenja, kondenzacije vodene pare i procesa hlađenja.
Drugo, toplotna energija koju apsorbuje rashladno sredstvo prvo se koristi (latentna toplota) za zagrijavanje vode u bazenu kroz izmjenjivač topline, čime se postiže funkcija grijanja vode u bazenu; otpadna toplota (osjetljiva toplina) se koristi za zagrijavanje ohlađenog zraka u zatvorenom prostoru kroz zračni kondenzator, čime se postiže funkcija izolacije zraka.
Kada toplotna energija koju povrati toplotna pumpa nije dovoljna da zadovolji potrebe zimi, pomoćni grijač zraka dopunjava toplinsku energiju potrebnu za topli zrak u zatvorenom prostoru. Toplotna pumpa samo treba osigurati vlastitu radnu električnu energiju za kontinuirano kruženje prema gore navedenoj radnoj proceduri, postižući tri glavne funkcije grijanja vode u bazenu, klimatizacije i odvlaživanja uz nisku potrošnju energije.
