由于大氣作為熱機的熱源和熱匯的應用，比起水來更為方便，所以，使用也更普遍。但由于其在一年中的溫度隨季節的轉換，變化幅度大，夏季作為熱匯，冬季作為熱源的品質，遠不如地下水和地表水。  

如今廣泛利用大氣作為熱匯的主要有風冷式冷水機組、冷卻塔等。利用大氣同時作為熱源和熱匯的，有各種空氣熱源熱泵式冷熱水機組和空氣熱源熱泵式冷熱風機組。此外，在春秋季，新風作為全空氣式空調系統的自然冷源，可直接用于向房間供冷，以代替制冷機的運行。這應該成為所有公共建筑和生產廠房舒適性空調系統節能設計和運行優先考慮的一項措施。