空气能热水器是按照“逆卡诺”原理工作的，具体来说，就是“室外机”作为热交换器从室外空气吸热，加热低沸点工质（冷媒）并使其蒸发，冷媒蒸汽经由压缩机压缩升温进入水箱，将热量释放至其中的水并冷凝液化，随后节流降压降温回到室外的热交换器进入下一个循环。简单来说是吸收空气中的热量来加热水，被吸收热量的空气也可被运用到厨房，解决闷热问题。运用热泵工作原理制热，与空调制冷相反——国家制冷标准是1000瓦，电制冷2800瓦。根据热平衡的原理，同时最少产生2800瓦的热量，加上输入的1000瓦电，实际产生的热量在3000——4000瓦，把这些热量输送到保温水箱，其耗电量只是电热水器的四分之一（电热水器即使热效率100%，输入1000电也只有1000瓦的热）。空气能热水器则不需要阳光，因此放在家里或室外都可以。太阳能热水器储存的水用完之后，很难再马上产生热水。如果电加热又需要很长的时间，而空气能热水器只要有空气，温度在零摄氏度以上，就可以24小时全天候承压运行。这样一来，即使用完一箱水，一个小时左右就会空气能热水器再产生一箱热水。同时它也能从根本上消除了电热水器漏电、干烧以及燃气热水器使用时产生有害气体等安全隐患，克服了太阳能热水器阴雨天不能使用及安装不便等缺点，具有高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点。空气能热水器的寿命一般可以达到15至20年。
优点：1、环保、省电，因为空气能热水器不使用燃气，便不会产生废气，从而不会对臭氧层进行破坏，还因为它省电，而每减少消耗一度电量，可以减少发电时的1.5磅的二氧化碳产生，也就可以减少对臭氧层破坏。所以使用空气能热水器也就可以延缓“地球变暖”。它还可以起到净化室内空气的作用。2、高效除湿、方便舒适，每天24小时除湿量在6-8公斤，梅雨及阴雨天气效果更加明显，尤其适合潮湿的南方天气。全年候不管阴晴雨雪，全天候24小时不间断连续自动提供热水，比一般太阳能热水器还要方便。3、安全，空气能热水器不利用燃气，所以完全可以排除一氧化碳中毒的安全隐患。也不会用电加热棒加热，排除漏电的可能性。所以更加安全。4、实现系统运行自动化；自动运行，无需值守，自带温控装置和保温层，可自动补水、加热、断电，可24小时提供热水。用户在任何天气条件下，在任何时候都可享用热水。5、使用寿命长、成本低。维护费用低，使用寿命长达15年以上，设备性能稳定。运行安全，自动化程度高，该空气能热水器采用间接加热方式，运行安全靠；自动化程度高。运行成本低：节能效果突出，投资回报期短，该产品与常规产品相比可节省70％的能源。6、适合各类团体热水工程使用，可实现无人值守，全自动运行，集中供应热水配有水温、水位显示。7、性能稳定，不受环境影响，产品一年四季全天候运行，不受夜晚、阴天、下雨及下雪等恶劣天气的影响，可以实现全年365天，全天24小时制热水。缺点：1、体型庞大：空气源热水器一般可分为一体式和分体式两种，由于城市家庭卫生间普遍较小，因此不管是哪种类型，其庞大的身躯还是让消费者望而却步。而且要求安装在地面或是楼顶，对家居环境要求就比较高。2、结霜：区域性特征明显，因其对外界环境温度依赖过大， 容易受周围空气环境的影响，在天气较冷、环境温度较低时，其制造热水量的多少会略有降低。故解决结霜问题也是一大难题。3.、压缩机易烧坏：目前市面上的空气能热水器普遍采用循环式加热系统，在高温高压情况下运行，容易使压缩机老化、碳化，如果系统润滑效果不好，就容易导致压缩机被烧坏。4、换热器和套管换热器易结垢断裂：其出水温度可达到50到60度，而在这个范围内容易产生水垢，假如不定时清理的话会很容易使换热器涨破，使得热水器失去功能。
空气能热泵作为新型采暖设备，使用更舒适。空气源热泵因采用暖气从底部吹出的设计，无需铺设昂贵地暖管道，也同享“暖从脚生”的采暖舒适。而传统的家用空调空调不管是分体还是中央空调，制热效果都不好。此外，空调制热是吹热风式，热胀冷缩的缘故，室内的冷空气下沉，脚部往往是冷空气，而空调吹出的热风，只能徘徊在头部，无法下到脚部。站在地板上，会让人感觉不那么暖和。
空气能热泵是利用空气中的自由热能进行压缩制热的设备。空气能热泵热水系统具有高效节能，安全环保，降低成本等优点。有些大的酒店、工厂使用较多，空气能热泵为商家节省了不少成本开支。而且全程无污染环境、噪音大、能耗高、危险大、使用寿命短以及操作人员多等情况问题，空气能热泵热水是新一轮节能环保的发展趋势，在国内使用最为广泛。
从节能省钱方面来看，空气能热泵采暖使用的是水循环系统，机组的冷媒介质在低温下开始蒸发，同时将热量转化为低温低压的气体，经压缩机压缩成高温体，进入换热器与冷却水交换热量。放热体变成低温低压液态，进入蒸发器进行下一个循环，通过连续循环，可实现热水生产和加热。整个工作过程中，输入机组的一度电可以从外界空气中获得4倍以上的热量，相比于普通的采暖设备节约了大约30%-50%的电能。可想而知在电费方面能省下多少钱！