目前两级压缩式空气源热泵的技术形式主要有两种：单级压缩中间补气系统（准二级压缩）和双级压缩空气源热泵。具体工作原理如图单级压缩中间补气系统（准二级压缩）是向压缩机的补气口补气从而将一台压缩机分为两级压缩，制冷剂在低级压缩机中由蒸发压力到中间压力，经由中间冷却后制冷剂温度降低，混合后经过高级压缩机压缩至冷凝压力。

其中低温气体所经过的经济器可以为中冷器或闪发器两种。两级压缩空气源热泵工作时系统的压缩过程分两次进行，这样降低了每台压缩机的压缩比，避免了单台压缩机由于高压缩比造成的设备损耗。