空氣能熱水器是按照“逆卡諾”原理工作的，具體來說，就是“室外機”作為熱交換器從室外空氣吸熱，加熱低沸點工質（冷媒）并使其蒸發，冷媒蒸汽經由壓縮機壓縮升溫進入水箱，將熱量釋放至其中的水并冷凝液化，隨后節流降壓降溫回到室外的熱交換器進入下一個循環。簡單來說是吸收空氣中的熱量來加熱水，被吸收熱量的空氣也可被運用到廚房，解決悶熱問題。
空氣能熱水器安裝在陽臺、飄窗是的選擇，好處是不占用室內空間，穩固，整個熱水管道系統都會有充足的熱水；主機安裝在通風、向陽的地方更好。飄窗或外掛墻面等方式，可以讓主機盡可能從空氣中吸收熱量，提高制熱效率。據了解，90%多的用戶都會選擇這樣的安裝方式。
熱泵的設想吸收空氣中的低能熱量，經過中間空氣能熱水器介質的熱交換，并壓縮成高溫氣體，通過管道循環系統對水加熱，耗電只有電熱水器的1/4。避免了太陽能熱水器依靠陽光采熱和安裝不便的缺點。由于空氣能熱水器的工作是通過介質換熱，因此其不需要電加熱元件與水接觸，沒電熱水器漏電的危險，也沒燃氣熱水器有可能爆炸和中毒的危險，更沒有燃油熱水器排放廢氣造成的空氣污染。
空氣能熱水器特點 1、沒有安裝條件的限制。 2、使用，由于沒有電元件直接與水接觸，因此不會有漏電危險。 3、節能省電，其耗電量僅為普通電熱水器的1/4、燃氣熱水器的1/3和太陽能熱水器的1/2。