Воздушные тепловые насосы являются одними из наиболее широко устанавливаемых тепловых насосов в Германии. Это объясняется как их простой и быстрой установкой, так и относительно низкими инвестиционными затратами. Обычный воздушный тепловой насос извлекает тепло из наружного воздуха и поднимает его до необходимой температуры в процессе циркуляции хладагента. В зависимости от модели, приборы могут быть установлены как на улице, так и в помещении. В случае моноблочных устройств, устанавливаемых на улице, контур хладагента полностью встроен в тепловой насос. Выработанная тепловая энергия транспортируется в здание вместе с отопительной водой. В раздельных тепловых насосах контур хладагента разделен. Тепло транспортируется по магистрали хладагента внутрь здания, где расположен теплообменник испарителя. Это гарантирует, что наружный блок не замерзнет даже в случае отключения электроэнергии.
Особая форма теплового насоса с источником воздуха известна как тепловой насос с вытяжным воздухом. Вместо наружного воздуха этот тепловой насос использует вытяжной воздух из помещений, который, как правило, намного теплее. Это означает, что компрессору требуется меньше работы для достижения требуемой температуры. Однако объем воздуха обычно ограничен, что означает невозможность работы в монорежиме. Как правило, эти типы тепловых насосов используются для очень небольших тепловых нагрузок.