Sistem zajema zraka za ogrevanje objektov in sanitarne vode imenujemo zrak/voda.
Zrak je najbolj podvržen nihanjem temperature, zato je tudi izkoristek nekoliko slabši. Temperatura zraka je močno odvisna od letnih časov. V poletnem času so zelo ugodni pogoji za ogrevanje sanitarne vode, saj je temperatura prvotnega vira – zraka – visoka. Manj ugodna, toda še vedno sprejemljiva za ogrevanje objektov, je zimska temperatura zraka v krajih z milimi zimami (Primorska). Tudi v krajih s celinskim podnebjem se vgrajujejo toplotne črpalke zrak/voda, toda njihov izkoristek je v zimskem času močno zmanjšan. Zaradi tako pretoka v zunanji enoti, je potrebno upoštevati tudi hrup, ki bo pri tem nastal.
Zrak je sam po sebi zelo slab toplotni prevodnik, veliko več toplote kot s kondukcijo prenaša s konvekcijo, torej z gibanjem. Zato so sestavni del toplotnih črpalk na zrak konvektorji, ki ustvarjajo umetno gibanja zraka, usmerjeno proti uparjalniku.
Toplotne črpalke na zrak se v splošnem uporabljajo samo za ogrevanje. S stranskim produktom procesa ogrevanja – ohlajenim zrakom, pa je možno hladiti prostor, v katerem je toplotna črpalka nameščena.