Szereg innowacji poprawia wydajność pomp ciepła.

W przeciwieństwie do standardowych sprężarek, które mogą działać tylko z pełną wydajnością, sprężarki dwubiegowe umożliwiają pompom ciepła pracę zbliżoną do wymaganej wydajności ogrzewania lub chłodzenia przy określonej temperaturze zewnętrznej, oszczędzając energię poprzez zmniejszenie operacji włączania/wyłączania i zużycia sprężarki. Dwubiegowe pompy ciepła dobrze współpracują również z systemami sterowania strefowego. Systemy sterowania strefowego, często spotykane w większych domach, wykorzystują automatyczne przepustnice, aby umożliwić pompie ciepła utrzymywanie różnych temperatur w różnych pomieszczeniach.

Niektóre modele pomp ciepła są wyposażone w silniki o zmiennej lub podwójnej prędkości wentylatorów wewnętrznych (dmuchawy), wentylatorów zewnętrznych lub obu. Sterowniki o zmiennej prędkości dla tych wentylatorów starają się utrzymać ruch powietrza z wygodną prędkością, minimalizując chłodne przeciągi i maksymalizując oszczędności energii elektrycznej. Minimalizuje również hałas dmuchawy pracującej z pełną prędkością.

Niektóre wysokowydajne pompy ciepła są wyposażone w schładzacz, który odzyskuje ciepło odpadowe z trybu chłodzenia pompy ciepła i wykorzystuje je do podgrzewania wody. Pompa ciepła wyposażona w schładzacz może podgrzewać wodę od 2 do 3 razy wydajniej niż zwykły elektryczny podgrzewacz wody.

Kolejnym postępem w technologii pomp ciepła jest sprężarka spiralna, która składa się z dwóch spiralnych spiral. Jeden pozostaje nieruchomy, podczas gdy drugi krąży wokół niego, sprężając czynnik chłodniczy, wtłaczając go w coraz mniejsze obszary. W porównaniu do typowych sprężarek tłokowych, sprężarki spiralne mają dłuższą żywotność i są cichsze. Według niektórych raportów pompy ciepła ze sprężarkami spiralnymi dostarczają w trybie ogrzewania powietrze o 10 do 15°F (5,6 do 8,3°C) w porównaniu z istniejącymi pompami ciepła ze sprężarkami tłokowymi.

Chociaż większość pomp ciepła wykorzystuje elektryczne grzałki oporowe jako rezerwę na zimne dni, pompy ciepła można również wyposażyć w połączeniu z piecem gazowym, czasami określanym jako system dwupaliwowy lub hybrydowy, w celu uzupełnienia pompy ciepła. Pomaga to rozwiązać problem mniej wydajnej pracy pompy ciepła w niskich temperaturach i zmniejsza zużycie energii elektrycznej. Niewielu producentów pomp ciepła łączy oba rodzaje ciepła w jednej obudowie, dlatego konfiguracje te są często dwoma mniejszymi, znajdującymi się obok siebie, standardowymi systemami, korzystającymi z tych samych kanałów.

W porównaniu z samym piecem opalanym paliwem spalinowym lub standardową pompą ciepła, ten typ systemu może być również bardziej ekonomiczny. Rzeczywiste oszczędności energii zależą od względnych kosztów spalania paliwa w stosunku do energii elektrycznej.