Повітряні теплові насоси є одними з найпоширеніших теплових насосів у Німеччині. Це пов'язано як з їх простим і швидким встановленням, так і з відносно низькими інвестиційними витратами. Звичайний повітряний тепловий насос витягує тепло з зовнішнього повітря і підвищує його до необхідної температури за допомогою контуру з холодоагентом. Залежно від моделі, прилади можуть бути встановлені як на вулиці, так і в приміщенні. У випадку моноблочних приладів, встановлених на вулиці, контур холодоагенту повністю вбудований в тепловий насос. Вироблена теплова енергія транспортується в будівлю з водою для опалення. У роздільних теплових насосах контур холодоагенту відокремлений. Тепло транспортується по трубопроводу холодоагенту всередину будівлі, де знаходиться теплообмінник випарника. Це гарантує, що зовнішній блок не замерзне, навіть у разі відключення електроенергії.
Особлива форма повітряного теплового насоса відома як тепловий насос на витяжному повітрі. Замість зовнішнього повітря цей тепловий насос використовує витяжне повітря з приміщень, яке, як правило, набагато тепліше. Це означає, що компресору доводиться менше працювати, щоб досягти необхідної температури. Однак об'єм повітря зазвичай обмежений, а це означає, що робота в монорежимі неможлива. Як правило, ці типи теплових насосів використовуються для дуже малих теплових навантажень.