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。

在這一過程中，消耗1份的電能驅動壓縮機運行，同時可從環境空氣中吸收轉移約4份的熱量到水中。因此，相對于電熱水器來說，空氣能熱水器可以節約近3/4的電能。即電熱水器消耗4kW●h電能產出的熱水，使用空氣能熱水器只需要1度電就可以了。