De kritische druk van CO2 bedraagt 71 bar (31 °C). Boven deze druk is CO2 transkritisch. Transkritisch houdt in dat er geen overgangsfase tussen vloeistoffase en gasfase is. Bij een transkritische warmtepomp vindt de warmteopname in de verdamper plaats in het gebied onder de kritische druk van 71 bar. De warmteafgifte in de gaskoeler gebeurt in het transkritische gebied boven een druk van 71 bar. Gevolg hiervan is dat de warmteafgifte via een temperatuurstraject verloopt en niet op een vaste condensatietemperatuur zoals bij conventionele compressiesystemen op bijvoorbeeld NH3. We spreken daarom ook van een koeler en niet van een condensor; het koudemiddel condenseert immers niet.
Zie in de figuur het Ts-diagram van een transkritische warmtepomp cyclus met het koudemiddel CO2. Hierbij wordt een afvalwaterstroom (oranje) in de verdamper gekoeld van 28 °C tot 23 °C en wordt proceswater (roze) in de gaskoeler verwarmd van 20 °C tot 70 °C. De rode lijnen zijn lijnen van constante druk. Het wordt in de figuur schetsmatige weergegeven, want in werkelijkheid zijn de lijnen niet recht.

 HP transcritical CO2 cycle