接通電源后，軸流風扇開始運轉，室外空氣通過蒸發器進行熱交換，溫度降低后的空氣被風扇排出系統，同時，蒸發器內部的工質吸熱汽化被吸入壓縮機，】壓縮機將這種低壓工質氣體壓縮成高溫、高壓氣體送入冷凝器，被水泵強制循環的水也通過冷凝器，被工質加熱后送去供用戶使用，而工質被冷卻成液體，該液體經膨脹閥節流降溫后再次流入蒸發器，如此反復循環工作，空氣中的熱能被不斷熱泵送到水中，使保溫水箱里的水溫逐漸升高，zui后達到55℃左右，正好適合人們洗浴，這就是空氣源熱泵熱水器的基本工作原理。

除上述日照時間很長的地區（如西藏，云南），在中國大多數地區熱泵都比光熱式太陽能更有優勢，熱泵是主角，同時投資熱泵和太陽能沒有經濟性，冬天熱泵是以制冷劑為熱媒，在空氣中吸收熱能（在蒸發器中間接換熱），經壓縮機將低溫位的熱能提升為高溫位熱能，加熱系統循環水（在冷凝器中間接換熱），夏天熱泵是以制冷劑為冷媒，在空氣中吸收冷量（在冷凝器器中間接換熱），經壓縮機將高溫位的熱能降低為低溫位冷能，制冷系統循環水（在蒸發器中間接換熱）。

空氣源熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源空氣流向高位熱源的節能裝置，它是熱泵的一種形式，用空氣及水中的熱量供給需要加熱的水或空氣，空氣能熱泵是按照“逆卡諾”原理工作的，逆卡諾循環原理，以無處不在的空氣中的能量作為主要動力，通過少量電能驅動壓縮機運轉，實現能量的轉移，無需復雜的配置、昂貴的取水、回灌或者土壤換熱系統和專用機房，能夠逐步減少傳統采暖給大氣環境帶來的大量污染物排放，保證采暖功效的同時兼顧節能環保的目的。