空氣能熱水器，也稱為“空氣源熱泵熱水器”，其工作原理與空調器極為相似，采用少量的電能驅動壓縮機運行，高壓的液態工質經過膨脹閥后在蒸發器內蒸發為氣態，并從空氣中吸收大量的熱能；氣態的工質被壓縮機壓縮成為高溫、高壓的液態，然后進入冷凝器放熱而把水加熱....如此不斷地循環加熱，可以把水加熱至50°C~65°C。
制冷四大件：蒸發器、壓縮機、冷凝器和節流裝置四個部件。
穩定三大件：儲液罐（壓縮機），膨脹閥（毛細管），干燥過濾器（過濾水份和雜質）
除霜一大件：四通閥
突破傳統能量轉換理論，實現高能效：
熱泵在工作時，工質能在蒸發器中吸收環境介質貯存的能量QA；
而啟動系統需要消耗能量，即壓縮機耗電QB；
同時工質在冷凝器中釋放到高溫介質的熱量QC；
壓縮機輸入功啟動系統后，由機械動能變成熱能。所以熱泵輸的能量為壓縮機做的功QB和熱泵從環境中吸收的熱量QA之和；輸入一個QB，得到QB+QA，突破傳統單一不同能之間轉變無法達到效率的瓶頸；采用熱泵技術能效比更高。
4、環保
節能和環保是相輔相成的，而環保是空氣能熱水器在節能優勢上的又一加分點。首先，空氣能熱水器利用電能壓縮空氣制造熱能，不排放廢氣和有毒氣體，不僅，更營造了一個無污染的沐浴環境。其次，空氣能熱水器的使用時間長達15-20年，高壽命不僅可以減少人們更換熱水器的成本和麻煩，在某種意義上來說，更是減少了垃圾制造，這也是環保的一個重要方面。
為了規范市場秩序，2009年9月1日，由美的、同益、沐裕、天舒等新能源家電企業參與制定的，中國首部空氣能熱水器國家標準《家用和類似用途熱泵熱水器》，于2009年9月1日正式出臺實施。該標準統一了家庭用空氣能熱水器的測試條件和方法，并規定在標準環境下，其能效比不低于3.4，循環加熱能效比不低于3.7。