Das Kältemittel ist das Arbeitsmedium im Kältekreislauf einer Wärmepumpe. Es verdampft bei geringem Druck und niedriger Temperatur und nimmt dabei Wärmeenergie aus der Umwelt auf. In der Wärmepumpe werden Druck- und Temperaturniveau angehoben.

Die Energie aus Quelle und dem Antrieb kann dann genutzt werden, um Gebäude zu beheizen oder Trinkwasser zu erwärmen. Die Treibhauswirkung von Kältemitteln wird als CO2-Äquivalent angegeben. Dieser Wert wird Global Warming Potential (GWP) genannt. Da CO2 als Vergleichsgröße verwendet wird, liegt dessen GWP Wert definitionsgemäß bei 1. Die GWP-Werte der als Kältemittel in Wärmepumpen
eingesetzten Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW) liegen weit darüber. „Natürliche Kältemittel“ haben meist ein niedrigeres Global Warming Potential (GWP) als HFKW. Dem gegenüber stehen jedoch in Abhängigkeit des einzelnen Kältemittels spezifische Nachteile bzgl. der Brennbarkeit, der Giftigkeit oder der Energieeffizienz.

Dies beschränkt deren Einsatz auf bestimmte Anwendungen und erfordert besondere Vorkehrungen für ihre Verwendung in Wärmepumpen. Die unmittelbar klimaschädliche Wirkung kann ein Kältemittel nur bei einer Leckage entfalten, was im Regelfall nicht vorkommt.

Selbst bei einem Verlust der gesamten Kältemittelmenge wäre deren Treibhauswirkung durch die CO2-Einsparung im Betrieb der Wärmepumpe gegenüber fossil befeuerten Wärmeerzeugern mehr als ausgeglichen.

Die Verwendung von Kältemitteln mit geringerer Treibhauswirkung verbessert zwar die Klimabilanz von Wärmepumpen zusätzlich, hat aber ein wesentlich geringeres Potenzial als die Verwendung von Wärmepumpen anstelle von Öl- oder Gaskesseln.

Derzeit werden zunehmend A2L-Kältemittel eingesetzt, die zwar brennbar, aber schwer entflammbar sind und gleichzeitig niedrigere GWP-Werte besitzen als herkömmliche Sicherheitskältemittel der Klasse A1.