Czynnik chłodniczy o bardzo niskiej temperaturze wrzenia łatwo odparowuje i jest kierowany do sprężarki. Sprężenie gazu powoduje gwałtowny skok temperatury od ok. 3-8°C do 80-85°C. Gorący gaz jest następnie tłoczony do wymiennika ciepła, gdzie schłodzony skrapla się, rozpręża i wraca do parownika. Zasadniczo pompy monoblokowe są w całości produkowane i montowane w fabryce. Montuje się je zwykle na zewnątrz budynków, chociaż dostępne są też modele do zabudowy wewnętrznej. Każda pompa ciepła składa się m.in. z następujących elementów: wentylator, parownik, sprężarka, zawór rozprężny oraz skraplacz. W pompie typu monoblok wszystkie te elementy zamknięte są w jednym urządzeniu. Całość połączeń instalacji wewnątrz pompy zawierających gaz chłodniczy wykonywana jest również w czasie procesu produkcji, co oznacza, że w jego trakcie układ termodynamiczny zostaje napełniony gazem chłodniczym, następnie szczelnie zamknięty i przetestowany w sposób niezwykle skrupulatny na szczelność.

Za najważniejszą wadę tego urządzenia można uznać ryzyko zamarzania. Jednostki zewn. typu monobloki są często nieco większe niż w systemie split. Monobloki uzupełnione czynnikiem R29 tzw. propanowe, z uwagi wypełnienie czynnikiem łatwopalnym, mają obwarowania prawne nakazujące ich montaż w odpowiednich odległościach m.in. od okien i otworów wentylacyjnych, co wymusza na osobie montującej wydłużenie zasilania i powrotu instalacji do urządzenia, co generuje, nawet przy najlepszej izolacji starty ciepła oraz zwiększa ryzyko zamarznięcia części instalacji przy braku zasilania elektrycznego. Na rynku monterów są zwolennicy uzupełniania instalacji roztworem glikolowym. Osobiście jestem przeciwnikiem tej metody, z uwagi na właściwości glikolu, które niszczą uszczelki i działają destrukcyjnie na niektóre elementy instalacji (często widoczne konsekwencje dopiero po kilku latach).