热泵型窗式空调器具有安装简单，不破坏建筑物内部装修，较分体式空调器易于室内的布置，只需安装在合适的外窗或外墙上即可，适合面积不大的房间使用。
热泵型窗式空调器的工作原理基本与风冷式热泵型冷水机组相似。
空调器分室内侧和室外侧部分，夏季运行时：
压缩机排气口出来的高压气态制冷剂→四通阀→室外侧盘管换热器放热冷凝成高压液态制冷剂→过滤器→节流毛细管成为低压液态制冷剂→室内侧换热盘管吸热蒸发成为低压气态制冷剂→压缩机吸入口。
换热盘管在蒸发时会不断吸收室内的热量，以使空气的温度冷却而温度降低。
当窗式空调器在冬季运行时，可将四通阀转向，使制冷剂进行逆向循环，把原作为蒸发器的室内侧盘管作为冷凝器，而室外侧的冷凝器盘管变为蒸发器。即从压缩机出来的高压气态制冷剂进入室内侧盘管冷凝放热，与室内空气进行热交换，将放出热量加热了空气而使室温提高。
电机带动风机和叶轮转动，强制使室内和室外的空气对流来增强换热器的换热效率。
机组内设有凝结水盘，夏季运行时，室内侧蒸发盘管产生的凝结水通过水盘、接水管流至室外。
