空气能热泵是按照“逆卡诺”原理工作的，逆卡诺循环原理。通过压缩机系统运转工作，吸收空气中热量制造热水。具体过程是：压缩机将冷媒压缩，压缩后温度升高地冷媒，经过水箱中的冷凝器制造热水，热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环，在这一过程中，空气热量通过蒸发器被吸收导入冷媒中，冷媒再导入水中，产生热水。通过压缩机空气制热的新一代热水器，即空气能热泵热水器。形象地说，就是“室外机”像打气筒一样压缩空气，使空气温度升高，然后通过一种-17℃就会沸腾的液体传导热量到室内的储水箱内，再将热量释放传导到水中。

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，同时较少产生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。故大部分厂家的机子都有分体机和一体机之分，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，一个小时左右就会再产生一箱热水。同时它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10至15年。

空气源热泵主要由四大部分构成，即压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀。其运行按照“逆卡诺”原理，通过电能的驱动，压缩机做工，压缩低温低压的冷媒，将之变成高温高压的气体排出，排出的冷媒气体流经铜管，将热量传导到水箱中，在压力的作用下冷却下来的冷媒变为液态，经膨胀阀后进入蒸发器，在蒸发器低压环境中，液态冷媒蒸发变成气态，并吸收大量的热量。与此同时，空气在风扇的作用下流过蒸发器，热量被大量吸收，后变成低温冷气被排出。吸收了一定热量的冷媒将回流到压缩机，进入下一轮循环。制冷则是逆向循环的过程，较终也是通过水箱传导能量。

从空气源热泵的工作原理，我们就可以看到，空气源热泵实质是一种能量搬运工具，即从空气中搬运热量。在搬运过程中，电能实现了数倍的热量转化，具体来说，用一度电驱动压缩机做工，将实现两部分热能的转化，**，压缩机做工——电能转化为热能，理想条件下电能可以实现**的热能转化（但一般条件会有热量损失），即产生860大卡的热能。*二，压缩机驱动——空气中的热能的搬运（吸收太阳能相当于数倍于一度电产生的能量）。空气源热泵所产生的热量是这两种形式转化的能量的总和，在这一过程中，电能的能量转换效率极限远远**过**（或者数倍于**）。从这一转化形式中，可以看出，空气源热泵是一个能量增值、节能的装置。

之所以说空气源热泵是一种可再生能源，是因为空气源热泵的两种能量来源，即空气能、电能。空气能，源自大自然无处不在的空气，较根本的能量源源自太阳能，属于可再生能源。电能，传统的电能多数源自化石燃料燃烧转化而来，不属于可再生能源，但随着核电、风电、潮汐发电等可再生能源电能转化，电能逐步转变为可再生能源。正是，由于空气能、电能属于可再生能源，在加之空气源热泵使用无废气等污染物排出，所以，空气源热泵被定义为清洁、可再生能源。