直热式是指冷水经过主机加热后的热水直接就可以使用，出水温度可以达到45-55℃之间。此原理是通过一个节流装置来控制补水量的大小的，水流量不能充满整个换热器，因此要做直热式的主机时就要考虑到换热器的管径不能太大，要经过反复调试选取合理的管径与走水方式。
有管道与水箱保温。管道保温包括循环管跟热水供水管与回水管的保温。水管的保温可以用保温棉或聚氨酯发泡两种。小管径一般都用保温棉保温，大管用聚氨酯发泡保温。在环境温度较低时，水温降得特别厉害，如果供水水管有做回水系统而没有对供热管与回水管进行保温的话，那浪费的热量会大增，能效比会急剧降低。水箱的保温也一样重要，不锈钢保温水箱一般情况下都会用聚氨酯发泡5mm的保温层，然后再在保温层外面加一层不锈钢。这样水箱保温效果不错。
空气能热水器是按照“逆卡诺”原理工作的，具体来说，就是“室外机”作为热交换器从室外空气吸热，加热低沸点工质（冷媒）并使其蒸发，冷媒蒸汽经由压缩机压缩升温进入水箱，将热量释放至其中的水并冷凝液化，随后节流降压降温回到室外的热交换器进入下一个循环。简单来说是吸收空气中的热量来加热水，被吸收热量的空气也可被运用到厨房，解决闷热问题。
空气能热水器的优点就是节能。将空气中的低温热能通过压缩机转化为高温热能，以相同的热水制造量为基准，和电热器热水器相比，化节约电能，使用成本只有电热水器的1/4，而和传统的燃气热水器比，不用耗用任何的煤气燃料，使用成本只是燃气热水器的1/3。以空气为主体，节约能量，不仅可以节约人们的使用成本，更是顺应了世界节能的主体，这就是空气能热水器的亮点之一。