Tepelné čerpadlo vzduch-voda odebírá teplo z okolního prostředí a využívá jej k ohřevu vody. Tento typ je vhodnou variantou pro rodinné domy, kde není možná realizace tepelného čerpadla s plošným kolektorem. Tepelná čerpadla vzduch-voda disponují několika výhodami. Mezi hlavní benefity patří například nízké náklady na pořízení, snadná a rychlá realizace bez ohledu na velikost pozemku, nižší provozní náklady oproti alternativním řešením, snadné chlazení během letních dnů. Mezi základní typy tepelných čerpadel vzduch-voda patří Monoblok a Split. Tyto technologie se umisťují na místa, kde nedochází k rušení okolí. Tepelné čerpadlo vzduch-voda může být kombinováno s tradičními topnými systémy jako je například podlahové vytápění nebo radiátory, ale také solární panely nebo jiné obnovitelné zdroje energie, aby se minimalizovala spotřeba elektřiny.