Anschliessend wird das gasförmige Kältemittel in einem Kompressor komprimiert, wodurch Druck und Temperatur deutlich ansteigen. In diesem heissen Zustand gibt es die aufgenommene Wärme wieder ab – beim Heizen an das Gebäude, beim Kühlen an die Aussenumgebung – und verflüssigt sich dabei erneut. Über ein Expansionsventil wird der Druck danach wieder abgesenkt, das Kältemittel kühlt stark ab und der Kreislauf beginnt von vorn. Der physikalische Prozess ist beim Heizen und Kühlen identisch, lediglich die Richtung der Wärmeübertragung wird umgekehrt. 
Im Zuge des Klimaschutzes wurden fluorierte Kältemittel, sogenannte F-Gase, zunehmend reguliert, da sie ein sehr hohes Treibhauspotenzial besitzen. Die europäische F-Gas-Verordnung sieht eine schrittweise Reduzierung und ein weitgehendes Verbot dieser Stoffe vor. Deshalb kommen heute verstärkt natürliche Kältemittel zum Einsatz, die kein oder nur ein sehr geringes Treibhauspotenzial aufweisen. Dazu zählen unter anderem Propan (R290) sowie Luft (R729). Diese natürlichen Kältemittel gelten als zukunftssicher und umweltfreundlich und tragen dazu bei, Heiz- und Kühlsysteme nachhaltiger und klimaverträglicher zu gestalten.