壓縮機吸收來自蒸發器低溫低壓的制冷劑氣體，通過消耗一部分電力做功，把低溫低壓的氣體壓縮后變成高溫高壓的過熱氣體，然后再排到冷凝器中與水進行熱量的交換，高溫高壓的過熱氣體被液化，變成液體，再經過膨脹閥節流降壓后，變成低溫低壓的液體，然后進入蒸發器中吸收空氣中的熱量汽化，變成過熱氣體，最后又被壓縮機吸入進行壓縮，如此反復循環，制取熱空氣能，顧名思義是指空氣中的能量，即空氣中所蘊含的熱能，又稱空氣源。能量守恒定律告訴我們能量不會憑空產生，也不會憑空消失；空氣中的熱能就是空氣吸收太陽光散發的能量產生的。

例如，當家里的空調用于冬季制熱時，就是典型的空氣源熱泵，但是，在不用電或不提供熱量的情況下，該空調并不會制熱。因此，空氣源熱泵并不是在利用空氣能驅動，而是用電能或者熱能驅動。空氣源熱泵可以制熱、采暖、烘干等多個領域。空氣能熱水器是按照“逆卡諾”原理工作的，形象地說，就是“室外機”像打氣筒一樣壓縮空氣，使空氣溫度升高，然后通過一種-17℃就會沸騰的液體傳導熱量到室內的儲水箱內，再將熱量釋放傳導到水中。簡單來說是吸收空氣中的熱量來加熱水溫，被吸收熱量的空氣被運用到廚房，解決悶熱問題。空氣能熱水器不需要陽光，因此放在家里或室外都可以。

太陽能熱水器儲存的水用完之后，很難再馬上產生熱水。如果電加熱又需要很長的時間，而空氣能熱水器只要有空氣，溫度在零攝氏度以上，就可以24小時全天候承壓運行。這樣一來，即使用完一箱水，一個小時左右就會空氣能熱水器再產生一箱熱水。同時它也能從根本上消除了電熱水器漏電、干燒以及燃氣熱水器使用時產生有害氣體等安全隱患，克服了太陽能熱水器陰雨天不能使用及安裝不便等缺點，具有高安全、高節能、壽命長、不排放毒氣等諸多優點。空氣能熱水器的壽命一般可以達到15至20年。