熱泵借用水泵將水從低水位抽至高水位的含義，將熱量從低溫送至高溫。熱泵依靠制冷工質在低溫下吸熱，經壓縮機在高溫下放出熱量，空氣經熱泵提高了溫度。假設熱泵從低溫空氣中吸收了3千瓦的熱量，熱泵壓縮機耗1千瓦熱量（即1度電），就可向干燥室（或取暖空間）供應含4千瓦熱量的高溫空氣。

熱泵干燥和常規干燥的基本原理和干燥本質相同，均是依靠干燥室內熱空氣與被干燥物料間的對流換熱，空氣加熱被干物料并吸收從被干物料中蒸發的水分。兩者的主要區別是濕空氣的去濕方法不同。常規干燥時利用向大氣排濕氣的方式來減少干燥室內相對濕度。即常規干燥要根據干燥工藝的要求濕度，定期從干燥室排氣道排出一部分濕度大的空氣，同時從吸氣道吸入等量的外界冷空氣。

這種空氣開式循環的換氣方式，熱損失很大，據有關資料報道，北京地區常規蒸汽干燥的換氣熱損失在40%左右。熱泵干燥主要依靠空調制冷的原理使空氣中的水分冷凝來降低干燥室內空氣的濕度，空氣在干燥室與除濕機之間為閉式循環，基本上不排氣。因此，熱泵干燥在某些干燥領域（木材干燥）又稱為除濕干燥。

熱泵烘干機（又稱為高溫熱泵烘干機）工作原理：壓縮機消耗電能壓縮做功，把壓縮機內低溫低壓氣態冷媒壓縮成高溫高壓氣態并進入冷凝器，高溫冷媒釋放熱量加熱空氣，熱空氣被風機輸送到烘房內，從而提升烘房室內溫度。把需干燥的物料置于烘房內，熱風在烘房內循環流動，使物料中的水分蒸發隨熱風帶走，烘房內潮濕空氣由排濕系統排走達到烘干物料排濕的目的。

排濕系統采用熱回收裝置，回收的熱量用于加熱新風，可節約60%~70%的新風預熱能耗，從而達到進一步節能的目的。