Główny mechanizm pompy ciepła składa się z dwóch elementów: źródła górnego, którym jest odbiornik ciepła w budynku oraz znajdującego się przed pompą źródła dolnego. Źródło dolne służy do pozyskiwania ciepła, dlatego w jego układzie krąży specjalna ciecz, która pobiera energię z otoczenia, a następnie przekazuje ją bezpośrednio do głównego mechanizmu.
W pompie ciepła, czynnik znajdujący się w źródle dolnym najpierw trafia do parownika, gdzie ulega odparowaniu. Następnie para jest zasysana do sprężarki, gdzie wzrasta jej ciśnienie i temperatura. Ciepło pod postacią gazu trafia do skraplacza, a następnie oddaje swoją energię górnemu źródłu. Cały obieg jest zamykany przez tzw. zawór rozprężny, który zajmuje się redukcją ciśnienia i temperatury czynnika roboczego, przekazując go z powrotem do źródła dolnego, gdzie odzyskuje utracone ciepło. To sprawia, że pompa ciepła w Bydgoszczy działa w sposób cykliczny.
Wyjątek stanowią tutaj pompy ciepła powietrzne, które za pomocą wentylatora zasysają powietrze z zewnątrz i dostarczają je bezpośrednio do pompy ciepła, gdzie pozyskuje się z niego energię, a następnie przekazuje ją do instalacji grzewczej.