首先，空气能热水器，又称为空气源热泵热水器，是以热泵原理来工作的，这点和空调的制热工作原理基本一致，即吸收空气中的低位热量，通过一系列的转化换热，把水加热至50°C~65°C，以满足人们日常生活热水的需求。其主要有四个部件组成：压缩机、蒸发器、膨胀阀以及热交换器组成，四个部件一般由铜管连通成一个环路。
具体工作原理如下：
首先给压缩机供电，压缩机启动，压缩管路中的介质（制冷剂r22 或 R134a），使其变成高温高压的气态，流动至热交换器，在热交换器中与水换热，使水箱内的水温升高，介质变成中温高压的液态，再流至膨胀阀，由于膨胀阀的作用，介质压力变小温度降低到室外气温一下，流至蒸发器，蒸发器的风扇将室外空气吸入与蒸发器中的介质进行热量交换，使介质变成常温低压的气体，再流入压缩机，介质完成一次循环。空气能热水器就是以此工作原理，使介质周而复始的循环，将水一步一步的加热。
空气能热水器整个工作过程中，主要用电设备为压缩机，压缩机主要作用是提供介质循环流动的动力，介质通过状态变化吸收空气中的热量，传递给水，将水加热。
这里面有一个物理原理就是，液态的介质由于体积突然变大，压力降低，会吸收大量的热量，空气能也就是利用这个原理制造出比室外温度低的温度，从而吸收空气中的热量，从而逐步将水加热。这点很多朋友不理解，举个例子，空气中的温度为10℃，但空气能蒸发器中介质的温度为1℃，那么就有9℃的温差，热量就可以传递。热量传递后，介质升温，变成气态，虽然温度依然不高，但是通过压缩机的压缩，又使介质升高到可以加热水的温度。这里相当于是吸收了空气中9℃的热量，压缩机总比从1℃开始压缩要省太多电了。
因此，空气能热水器是节能的，据悉空气能可以消耗1份电能获取4份热量，如此可以节约近四分之三的电能。电热水器消耗4度电能产出的热水，使用空气能热水器只需要1度电就可以了。由于空气能热水器在制热过程中不产生污染物，也是一种环保型的热水制备设备，这些跟其宣传的都没有很大出入。
当然空气能热水器也有其弊端，它是吸收空气中的热量，当室外空气较低的时候，它的加热效率就会变低。甚至到零下后，还需要频繁除霜。这点在寒冷的北方冬季可能不太实用。
总之，空气能热水器是一种高效、节能、环保的热水制备设备。其工作原理基于热泵原理，通过吸收、压缩和释放热能的过程实现热水的制备。在实际应用中，空气能热水器除了寒冷的北方冬季，不太适用外，具体使用还是很不错的一款生活热水设备。
