As bombas de calor aerotérmicas estão entre as bombas de calor mais instaladas na Alemanha. Este facto deve-se tanto à sua instalação simples e rápida como aos seus custos de investimento relativamente baixos. Uma bomba de calor aerotérmica convencional extrai o calor do ar exterior e eleva-o à temperatura necessária através do processo do circuito de refrigeração. Consoante o modelo, os aparelhos podem ser instalados no exterior ou no interior. No caso das unidades monobloco instaladas no exterior, o circuito de refrigeração está totalmente integrado na bomba de calor. A energia térmica gerada é transportada para o interior do edifício através da água de aquecimento. Nas bombas de calor split, o circuito de refrigeração está separado. O calor é transportado através do tubo de refrigeração para o interior do edifício, onde se encontra o permutador de calor do evaporador. Isto assegura que a unidade exterior não sofre geada, mesmo em caso de falha de energia.
Uma forma especial de bomba de calor aerotérmica é a bomba de calor de ar de exaustão. Em vez de ar exterior, esta bomba de calor utiliza o ar extraído das divisões, que é normalmente muito mais quente. Isto significa que o compressor tem menos trabalho a fazer para atingir as temperaturas necessárias. No entanto, o volume de ar é normalmente limitado, o que significa que não é possível o funcionamento em modo único. Regra geral, estes tipos de bombas de calor são utilizados para cargas térmicas muito pequenas.