空氣源熱泵和空調的制冷系統原理相同，都是采用“逆卡諾循環”原理，以壓縮機為動力，制冷劑為載體，依次經過等溫蒸發、絕熱壓縮、等溫冷凝、絕熱膨脹，四個不斷循環過程，將熱量在空氣和水之間轉移。 具體循環過程是：低溫低壓的液態制冷劑，進入蒸發器中，從空氣中吸熱做等溫吸熱蒸發，氣態的制冷劑進入壓縮機，被絕熱壓縮成高溫高壓的氣體排入冷凝器，熱量釋放給進入冷凝器中的冷水，冷水被加熱輸送到用戶端進行采暖或洗浴，同時制冷劑變成高溫高壓的液態進入節流裝置，絕熱膨脹成低溫低壓的液態進入蒸發器，周而復始。

熱泵熱水機組遵循能量守恒定律和熱力學第2定律，運用熱泵的原理，只需要消耗一小部分的機械功(電能)，將處于低溫環境(大氣或地下水等)下的熱量轉移到高溫環境下的熱水器中，去加熱制取高溫的熱水。熱泵可以與水泵相比擬，水是不能自發地從低處流向高處，要將低處的水輸送到高處，必須用一臺水泵，消耗一部分電力，才能將水送到高處的水箱中。 同樣，根據熱力學第二定律，熱量也是不能自發地從低溫環境向高溫環境中轉移(傳送)，而要實現這個目的，必須要有一臺機器，消耗一部分機械功(例如電能)，才能將低溫環境中的熱量傳送到高溫環境中去。這樣的機器就稱之為“熱泵”。熱泵的作用是將空氣中或低溫水中的熱量取出，連同本身所用的電能轉變成的熱能，一起送到高溫環境中去應用。

在選擇和購買空氣源熱泵設備時，應注意以下幾點： 1.產品配置 空氣源熱泵采暖機組主要由蒸發器、壓縮機和膨脹閥組成，以及由定向閥、外板、風扇、電機、貯液罐等部件組成的封閉系統。一般來說，附件的選擇是衡量機組性能的硬指標，在選擇和購買產品時必須注意產品的配置。 2.無論系統的能效轉換配置有多高，也不一定能充分發揮系統的最高能效，必須注意產品的整體運行能源效率和企業使用的發明專利，以提高產品的性能。 3.設備穩定性 機組運行穩定性高，即經過時間試驗，機組故障率低，運行性能穩定，由于我國空氣源熱泵產業是近幾年才發展起來的，研究開發空氣源熱泵產品的企業時間不長，自身研發產品的性能不能全面，而且空氣源產品的開發企業主要集中在南方，北方使用的機組運行穩定性較差。因此，在選擇和購買設備時，必須考慮設備的運行穩定性。