Теплово́й насо́с, устройство для переноса теплоты от теплоотдатчика с низкой температурой к теплоприёмнику с высокой температурой за счёт использования внешнего источника энергии. Тепловой насос применяют в основном для отопления и горячего водоснабжения. В зависимости от источника энергии тепловые насосы подразделяют на геотермальные (используют теплоту Земли, наземных либо подземных вод), воздушные, использующие вторичную теплоту (например, трубопровода центрального отопления). Принцип работы теплового насоса основан на цикле Карно.

Тепловой насос состоит из внешнего контура (коллектора), в котором теплоноситель (незамерзающая жидкость – антифриз) отбирает теплоту из окружающей среды и поступает в контур сжатия (второй контур), в котором циркулирует хладагент и встроены теплообменники (испаритель и конденсатор), а также устройства, меняющие давление хладагента, – дроссель (снижает) и компрессор (повышает). Жидкий хладагент через дроссель поступает в испаритель и, отбирая теплоту теплоносителя, за счёт резкого уменьшения давления закипает. Компрессор откачивает из испарителя хладагент, сжимает его, и нагретый в результате сжатия хладагент поступает в конденсатор, который отдаёт теплоту в отопительный (третий) контур. Газ охлаждается и конденсируется, чтобы вновь подвергнуться разрежению в дросселе и вернуться в испаритель. При подводе 1 кВт электрической энергии в результате получают 4–5 кВт тепловой энергии. Тепловой насос можно сравнить с холодильником, только работает он не на охлаждение, а на нагрев. В холодильнике производство холода осуществляется испарителем (морозильной камерой), а конденсатор (радиаторная решётка на задней стенке холодильника) отдаёт теплоту в окружающую среду.

Концепция тепловых насосов разработана в 1852 г. У. Томсоном, в 1855 г. усовершенствована П. Р. фон Риттингером (Австрия). Практическое применение тепловой насос приобрёл в 1940-х гг. благодаря изобретателю Р. Веберу (Швейцария). По прогнозу Мирового энергетического совета (World Energy Council, WEC), к 2020 г. в передовых странах доля отопления и горячего водоснабжения от тепловых насосов составит не менее 75 %.