Toplotna črpalka zrak/voda je najbolj pogosta toplotna črpalka, ki energijo zajema iz zraka z zunanjo enoto toplotne črpalke. Investicijsko je najcenejša in obenem najbolj enostavna za montažo.
Toplotna črpalka zrak voda je najcenejša vrsta toplotnih črpalk, ki omogoča enostavno in poceni vzdrževanje. Zrak je vir toplote, ki ga ne moremo izčrpati, hkrati pa je povsod na voljo. Tudi pri zunanji temperaturi do -20°C najsodobnejše izvedbe toplotni črpalk zrak voda omogočajo primerno ogrevanje. Toplotna črpalka lahko poleg toplote zunanjega zraka izkorišča tudi toploto notranjega zraka. Najprimernejše mesto za izkoriščanje toplote notranjega zraka je običajno klet, kjer vzdržujemo stalno temperaturo treh stopinj Celzija. Kot drugo najprimernejše mesto, ki omogoča toplotni črpalki zrak voda izkoriščanje notranjega zraka je tudi podstrešje, kjer načeloma temperatura zraka ne pade pod ničlo.Toplotne črpalke zrak voda so običajno sposobne samostojno pokrivati toplotne izgube objekta do zunanje temperature -5°C, pod to temperaturno mejo pa je potrebno koristiti drugi ogrevalni vir, ki lahko deluje samostojno, lahko pa je povezan tudi s samo toplotno črpalko. Pri zunanjih temperaturah, ki dosegajo temperature nižje od 5°C pod ničlo lahko pokrijemo več kot 90% toplotnih potreb naše hiše z delovanjem toplotne črpalke.Hranilnik toplote je pri toplotni črpalki zrak voda obvezen, saj se potrebna energija za odtaljevanje uparjalnika vzame iz ogrevalnega kroga, s tem pa se izognemo prepogostim vklopom toplotne črpalke.Pri novogradnjah se običajno uporablja kot drugi ogrevalni vir električni grelnik. V hiši pa je omogočeno elektronsko krmiljenje ki omogoča enostaven preklop iz toplotne črpalke zrak voda na drug ogrevalni vir.