根据集热介质的不同，太阳能辅助热泵一般可分为直膨式和非直膨式两大类。直膨式系统系统中，制冷剂作为太阳能集热介质直接在太阳能集热/蒸发器中吸热蒸发，然后通过热泵循环将冷凝热释放给被加热物体。直膨式系统系统中，这种系统极具小型化和商品化发展潜力，但是由于太阳能辐射条件受地理纬度、季节转换、昼夜更替及各种复杂气象因素的影响而随时处于变化中，而工况的不稳定必将导致系统性能的波动。
太阳能热泵的系统中，由于太阳能是一个强度多变的低位热源，一般都设太阳能蓄热器。热泵系统中的能量将由集热器获得的低位热量储存起来，常用的有蓄热水槽、岩石蓄热器、 方形聚乙烯盘管蓄热器、圆柱形螺旋盘管蓄热器和双效相变蓄热器等。太阳能集热器是太阳能供暖系统中最重要的组成部分，其性能与成本对整个系统的运行成败起着决定性的作用。冬季太阳辐射较少，环境温度较低，集热器中流体的温度一般为10 ~20℃，直接用于供暖是不可能的。为此，常在10 ~20℃低温下集热，再由热泵装置进行升温，将热量传递到温度为30 ~50℃的供暖热媒中去。
随着世界能源消费量的大幅度增长，国内外把能源利用的重点向可再生能源的开发和利用方向转移。太阳能以其取之不尽、安全廉价、绿色环保、无需运输等特点得到重视，但是由于太阳能受季节和天气影响较大、热流密度低、导致各种形式的太阳能直接热利用系统在应用上受到一定的限制，为了克服这一问题，人们不断探索其他能源与太阳能多能互补的利用模式，在这一过程中，热泵技术得到广泛的重视。