Perbedaan inti antara pendinginan dan pemanasan terletak pada arah perpindahan panas. Keduanya mengandalkan prinsip pompa panas (untuk peralatan seperti AC dan pemanas air pompa panas) atau konversi energi untuk memenuhi kebutuhan suhu yang berbeda. Pendinginan melibatkan "pengeboran" panas dari ruangan dalam dan membuangnya ke luar untuk menurunkan suhu dalam ruangan: melalui siklus refrigeran yang menguap untuk menyerap panas (sisi dalam ruangan) dan mengompres untuk mengembun dan melepaskan panas (sisi luar ruangan), panas berlebih di dalam ruangan dipindahkan ke luar, menjaga lingkungan yang sejuk, yang umum digunakan untuk pendinginan di musim panas. Pemanasan adalah kebalikannya—membuang panas dari luar ruangan (lingkungan bersuhu rendah) dan memindahkannya ke dalam ruangan untuk menaikkan suhu: bahkan dalam kondisi luar ruangan yang dingin, refrigeran masih dapat menyerap panas tingkat rendah dari udara melalui penguapan, mengubahnya menjadi panas tingkat tinggi melalui kompresi kompresor, dan kemudian melepaskannya melalui penukar panas dalam ruangan untuk mencapai pemanasan di musim dingin; beberapa peralatan juga menggunakan pemanas tambahan listrik untuk menghasilkan panas tambahan secara langsung. Selain itu, terdapat perbedaan dalam mode kerja dan konsumsi energi: dalam mode pendinginan, kompresor dan kondensor unit luar ruangan beroperasi dengan kapasitas penuh; selama pemanasan, beberapa peralatan perlu mengaktifkan fungsi pencairan es. Efisiensi pemanasan pompa panas di lingkungan bersuhu rendah biasanya lebih tinggi daripada pemanas listrik langsung tetapi lebih rendah daripada efisiensi pendinginan. Tujuan inti keduanya adalah untuk menyesuaikan suhu ruangan ke kisaran yang nyaman melalui perpindahan atau konversi energi, dengan satu-satunya perbedaan adalah arah aliran panas.