Die Gasmotor-Wärmepumpe ist die engste Verwandte der Elektrowärmepumpe. Analog zur Elektrowärmepumpe wird die Umgebungswärme mit Hilfe eines Arbeitsmediums (auch Kältemittel genannt) vom tieferen zum höheren Temperaturniveau gepumpt. Dazu durchläuft das Arbeitsmedium immer wieder denselben Kreislauf. Im Kondensator (Verflüssiger) ändert das Arbeitsmedium seinen Zustand von gasförmig nach flüssig und gibt dabei die aufgenommene Umgebungswärme ab. Das flüssige Arbeitsmedium nimmt danach im Verdampfer die Umgebungswärme auf und wird dabei wieder gasförmig (es verdampft) und der Kreislauf beginnt im Kompressor von Neuem.

Der Kompressor einer Gasmotorwärmepumpe wird von einem Gasmotor angetrieben (in einer Elektrowärmepumpe ist dies ein Elektromotor). Der Gasmotor gibt, wie der Motor eines Autos, auch Wärme ab. Diese Abwärme geht aber nicht verloren, sondern wird ebenfalls zum Heizen verwendet. Dieser Wärmepumpen-Prozess kann auch umgekehrt werden, wodurch aus der gleichen Maschine eine Kältemaschine wird, die im Sommer zum Kühlen von Gebäuden eingesetzt werden kann.

Bei der Absorptions-Wärmepumpe wird die Umgebungswärme mittels eines Arbeitsmedium-Kreislaufs vom tieferen zum höheren Temperaturniveau gepumpt. Das Arbeitsmedium ist in diesem Fall Ammoniak, das innerhalb der Maschine abwechselnd gasförmig und in Wasser gelöst ist. Den Antrieb des Kreislaufes besorgt ein Gasbrenner, der die Ammoniak-Wasser-Lösung erhitzt und so das Ammoniak wieder als Gas aus dem Wasser austreibt.

Das heiße Ammoniakgas gelangt in den Kondensator, gibt seine Wärme als Heizenergie ab und wird wieder flüssig. Danach gelangt das flüssige Ammoniak in den Verdampfer, wo es Umgebungswärme aufnimmt und wieder gasförmig wird. Im danach folgenden Absorber löst sich das Ammoniakgas in Wasser und gibt dadurch die aufgenommene Wärme ab. Vom Absorber wird das Wasser-Ammoniak-Gemisch wieder in den Austreiber gepumpt, und der Kreislauf beginnt erneut. Auch bei der Absorptions-Gaswärmepumpe kann durch Umkehren des Kreislaufes gekühlt statt geheizt werden.

Die Diffusions-Absorptions-Wärmepumpe ist ein Wärmepumpenaggregat mit Ammoniak, Wasser und Helium als Arbeitsmedien. Das Wärmepumpenaggregat benötigt keine mechanische Pumpe oder Kompressoren. Stattdessen setzt sich der Diffusions-Absorptions-Prozess bei Wärmezufuhr selbstständig in Bewegung. Die Arbeitsmedien zirkulieren im Gerät aufgrund der sich durch Wärmezufuhr automatisch einstellenden Dichte- und Konzentrationsunterschiede. Beim Kreisprozess verdunstet das Kältemittel Ammoniak im Verdampfer und diffundiert in eine Heliumatmosphäre. Dabei nimmt das Kältemittel Energie aus der Umwelt auf. Das Dampfgemisch aus Ammoniak und Helium strömt nach dem Verdampfer in einen Absorber. Im Absorber wird das Kältemittel wieder vom Helium getrennt. Dies geschieht indem eine wässrige Lösung in den Absorber geleitet wird.

Das Kältemittel ist sehr gut wasserlöslich und wird daher vom Wasser absorbiert (aufgenommen). Die dabei frei werdende Energie wird dem Heizsystem zur Verfügung gestellt. Das vom Kältemittel gereinigte Helium wird wieder in den Verdampfer geleitet, wo es erneut Kältemittel aufnimmt. Die im Absorber mit Kältemittel angereicherte wässrige Lösung fließt in einen Austreiber. An dieser Stelle tritt der Gasgebläsebrenner in Aktion. Über den Brenner wird Wärme in den Austreiber eingekoppelt. Das Kältemittel verdampft, während die verbleibende wässrige Lösung in den Absorber zurückgeleitet wird. Im Absorber wird die wässrige Lösung erneut mit Kältemittel angereichert. Der aus dem Austreiber aufsteigende Kältemitteldampf wird im Kondensator verflüssigt. Auch die frei werdende Kondensationswärme wird an das Heizsystem abgeführt. Das Kondensat gelangt anschließend in den Verdampfer, wo es erneut verdunstet und Umweltwärme aufnimmt. Der Kreislauf ist geschlossen.