高溫熱泵烘干機組，主要有翅片式蒸發器(外機)、壓縮機、翅片冷凝器(內機)和膨脹閥四部分組成，通過讓工質不斷完成蒸發(吸取室外環境中的熱量)→壓縮→冷凝(在室內烘干房中放出熱量)→節流→再蒸發的熱力循環過程，從而將外部低溫環境里的熱量轉移到烘干房中，冷媒在壓縮機的作用下在系統內循環流動。它在壓縮機內完成氣態的升壓升溫過程(溫度高達100℃)，它進入內機釋放出高溫熱量加熱烘干房內空氣，同時自己被冷卻并轉化為流液態，當它運行到外機后，液態迅速吸熱蒸發再次轉化為氣態，同時溫度可下降至-20℃～-30℃，這時吸熱器周邊的空氣就會源源不斷地將熱量傳遞給冷媒。
高溫熱泵烘干機組在工作時，與普通的空調以及熱泵機組一樣，在蒸發器中吸收低溫環境介質中的能量QA：它本身消耗一部分能量，即壓縮機耗電QB:通過工質循環系統在冷凝器中時行放熱QC，QC=QA+QB，因此高溫熱泵烘干機組的效率為(QB+QC)/QB，而其他加熱設備的加熱效率都小于1,因此高溫熱泵烘干機組加熱效率遠大于其他加熱設備的效率，可以看出，采用高溫熱泵烘干機組作為烘干裝置可以節省能源,同時還降低CO2等污染物的排放量，實現節能減排的效果。

熱泵干燥機組如圖所示主要由熱泵系統(蒸發器、壓縮機、冷凝器、節流閥等)和空氣系統(干燥室、風機、電加熱器等)組成。因此熱泵干燥循環包括兩個循環：(1)制冷工質的蒸汽壓縮循環;(2)干燥空氣的循環。

制冷循環：由壓縮機出來的高溫高壓的制冷劑氣體進入冷凝器，將熱量傳給空氣后，冷凝成常溫高壓液體，經膨脹閥節流后進入蒸發器，吸收由干燥室出來的濕空氣的熱量，變成低溫低壓氣體，在被壓縮機吸入壓縮，如此往復循環。

空氣系統：濕空氣在蒸發器處被冷卻到露點溫度以下，析出凝結水，含濕量下降，再進入冷凝器，吸收制冷劑的熱量而升溫，相對濕度降低，然后再送入干燥室。
熱泵除濕干燥機的分類：

(1)按空氣循環系統劃分，可分為閉路式循環系統和開路式循環系統

閉路式循環系統是指干燥介質在干燥器內全部循環使用，開路式循環系統指干燥介質離開干燥室進入熱泵的蒸發器與熱泵工質換熱后直接排空。

(2)按制冷系統劃分，可分為一般型、降溫型、調溫型。

一般型是指空氣經過蒸發器冷卻除濕，由冷凝器加熱升溫，降低相對濕度，系統出風溫度不能調節，只能用于升溫干燥。

降溫型是指在一般型的系統上增設外部水冷或風冷冷凝器，制冷劑的冷凝熱全部由增設的冷凝器帶走，空氣經過主冷凝器后溫度不變，該系統可用于干燥熱敏性生物物料，或作低溫貯藏之用。

調溫型是指制冷劑的冷凝熱部分由水冷或風冷冷凝器帶走，剩余冷凝熱用于加熱經過蒸發器后的空氣，該系統出風溫度能進行調節。