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，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、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。
1、制冷剂：r22 或 R134a
2、制冷四大件：蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置四个部件。3、稳定三大件：储液罐（压缩机），膨胀阀（毛细管），干燥器（水份）。
4、除霜一大件：四通阀
5、描述：突破传统能量转换理论，实现高能效，热泵在工作时，工质能在蒸发器中吸收环境介质贮存的能量QA；而启动系统需要消耗能量，即压缩机耗电QB；同时工质在冷凝器中释放到高温介质的热量QC；QC=QA+QB。压缩机输入功启动系统后，由机械动能变成热能。之和；输入一个QB，得到QB+QA，突破传统单一不同能之间转变无法达到效率的瓶颈。采用热泵技术能效比更高。
继 GB/T29780-2013《热泵热水器压缩机》于2014年5月1日正式实施之后，有关空气能热泵热水器的另一项强制性国家标准《《热泵热水机(器)能源效 率标识实施规则》(修订)也将于2015年1月1日起开始实施。对此，相关专家指出，空气能行业正在以行业规范及技术的创新撬动市场。
近两年来，严重的雾霾天气和我国节能减排工作力度的加强，促使空气能行业进入了一个快速发展的时期。奥维数据显示，2014年1—6月，在热水器市场，虽然空气 能热水器的销量占比仅为0.3%，但销售额占比却已经达到5%。这种成倍数的销售额放大，是空气能热水器在技术和价格上与普通热水器相比所独具的特点。