Koeficient učinkovitosti se nanaša na spremembo razmerja med toploto, ki se sprosti pri izhodu, v primerjavi z delom, ki ga je treba opraviti, da se ta toplota sprosti. Ta meritev se običajno uporablja za merjenje moči toplotnih črpalk, lahko pa se uporablja tudi za druge meritve. Koeficient učinkovitosti je včasih skrajšano COP ali CP. Za določitev COP v različnih aplikacijah se uporabljajo različne enačbe.
Pri izpeljanju ali določanju koeficienta zmogljivosti je pomembno zapomniti prvo pravilo termodinamike. To pravilo pravi, da je energijo mogoče spremeniti, vendar je ni mogoče uničiti niti ustvariti. Kot rezultat tega pravila se enačbe, ki se uporabljajo za določanje koeficienta zmogljivosti, običajno začnejo z upoštevanjem toplote, ki jo zbiralnik prevzame iz zraka za hladno toploto, in toplote, ki se sprosti iz rezervoarja za vroč zrak.
Za določitev koeficienta zmogljivosti je treba v nekaterih enačbah COP upoštevati tudi absolutne temperature grelnih in hladilnih rezervoarjev. To spremeni enačbo tako, da se upoštevata absolutna temperatura zbiralnika vročega zraka in absolutna temperatura rezervoarja hladnega zraka. Ob upoštevanju teh absolutnih temperatur in z uporabo Kelvinove lestvice bo izračunan odgovor določil največji teoretični izkoristek enot v skladu s prvim pravilom termodinamike. Ta enačba se običajno uporablja za določanje koeficienta zmogljivosti za hladilnike in klimatske naprave.
Postopek določanja COP je pomemben, ker se lahko primerjava koeficientov zmogljivosti uporabi za določitev količine energije, ki bi jo lahko prihranili z uporabo ene vrste sistema v primerjavi z drugo. Na primer, če električna toplotna črpalka deluje pri COP 4.5, to pomeni, da zagotavlja 4.5 enote toplote in za vsako enoto toplote se porabi ena enota energije. Če uporabnik pozna ceno na kilovat porabljene energije, se lahko informirano odloči, kateri sistem je finančno bolj primeren za njegove potrebe ali kateri od dveh sistemov je boljši za nakup. Na primer, če bo električna toplotna črpalka stala več zaradi cene električne energije v primerjavi s ceno zemeljskega plina, bi bilo v najboljšem finančnem interesu uporabnika, da namesto tega izbere sistem, ki deluje na zemeljski plin.