Une pompe à chaleur air-eau est un appareil capable d'utiliser l'énergie de l'air ambiant et de le transformer en chaleur qui sera transmise au circuit de chauffage de l'habitation ou du local. Elle est constituée d'une unité, en général située à l'extérieur, qui va capter l'énergie de l'air ambiant et la transmettre à un liquide qui va être chauffé et alimenter l'installation de chauffage Ile de France.

L'émetteur de chaleur situé à l'intérieur peut être constitué par un plancher chauffant, des radiateurs basse température ou des ventilo-convecteurs. Dans ce dernier cas, et si le système est réversible, il peut être aussi utilisé pour la climatisation des pièces en été.

Une pompe à chaleur air-eau peut servir en outre au chauffage de l'eau sanitaire grâce à l'utilisation d'un chauffe-eau thermodynamique.