Una serie de innovaciones están mejorando el rendimiento de las bombas de calor.

A diferencia de los compresores estándar que solo pueden operar a plena capacidad, los compresores de dos velocidades permiten que las bombas de calor operen cerca de la capacidad de calefacción o refrigeración necesaria a cualquier temperatura exterior en particular, ahorrando energía al reducir la operación de encendido/apagado y el desgaste del compresor. Las bombas de calor de dos velocidades también funcionan bien con los sistemas de control de zona. Los sistemas de control de zona, que a menudo se encuentran en casas más grandes, usan amortiguadores automáticos para permitir que la bomba de calor mantenga diferentes habitaciones a diferentes temperaturas.

Algunos modelos de bombas de calor están equipados con motores de velocidad variable o doble en sus ventiladores interiores (sopladores), ventiladores exteriores o ambos. Los controles de velocidad variable para estos ventiladores intentan mantener el aire moviéndose a una velocidad cómoda, minimizando las corrientes de aire frío y maximizando el ahorro eléctrico. También minimiza el ruido del soplador funcionando a toda velocidad.

Algunas bombas de calor de alta eficiencia están equipadas con un atemperador, que recupera el calor residual del modo de enfriamiento de la bomba de calor y lo usa para calentar agua. Una bomba de calor equipada con un atemperador puede calentar agua de 2 a 3 veces más eficientemente que un calentador de agua eléctrico común.

Otro avance en la tecnología de las bombas de calor es el compresor scroll, que consta de dos scrolls en forma de espiral. Uno permanece estacionario, mientras que el otro orbita a su alrededor, comprimiendo el refrigerante al forzarlo en áreas cada vez más pequeñas. En comparación con los compresores de pistón típicos, los compresores scroll tienen una vida útil más larga y son más silenciosos. Según algunos informes, las bombas de calor con compresores scroll proporcionan aire más caliente de 10° a 15°F (5,6° a 8,3°C) cuando están en el modo de calefacción, en comparación con las bombas de calor existentes con compresores de pistón.

Aunque la mayoría de las bombas de calor usan calentadores de resistencia eléctrica como respaldo para el clima frío, las bombas de calor también se pueden equipar en combinación con un horno de gas, a veces denominado sistema híbrido o de combustible dual, para complementar la bomba de calor. Esto ayuda a resolver el problema de la bomba de calor que funciona de manera menos eficiente a bajas temperaturas y reduce el uso de electricidad. Hay pocos fabricantes de bombas de calor que incorporan ambos tipos de calor en una caja, por lo que estas configuraciones suelen ser dos sistemas estándar más pequeños, uno al lado del otro, que comparten el mismo conducto.

En comparación con un horno alimentado con combustible de combustión o una bomba de calor estándar, este tipo de sistema también puede ser más económico. Los ahorros reales de energía dependen de los costos relativos del combustible de combustión en relación con la electricidad.