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。
运用热泵工作原理制热，与空调制冷相反——国家制冷标准是1000瓦，电制冷2800瓦。根据热平衡的原理，同时少产生2800瓦的热量，加上输入的1000瓦电，实际产生的热量在3000——4000瓦，把这些热量输送到保温水箱，其耗电量只是电热水器的四分之一（电热水器即使热效率，输入1000电也只有1000瓦的热）。
电热热水器存在漏电的隐患，燃气热水器存在煤气中毒的忧患，和这两种热水器相比，空气能热水器通过介质换热，避免了电加热元件和水直接接触，这样一来就解决了电热热水器存在的漏电隐患，其次，因为原料是空气，因此也排除了燃气热水器煤气爆炸或者煤气中毒的可能性，让人们使用得更加舒适无忧。
太阳能热水器比较
两者都是利用空气能和太阳能这两种大自然可再生能源进行工作的。那两者之间区别在哪？
在一年四季包括冬天日照时间充足的话，太阳能热水器的效果非常明显，而如果遇上长时间的雨雪阴天的话。太阳能热水器就体现不出制热效果来了。而空气能热水器就不会受到天气和季节的影响。它可以随时给用户提供热水。说白了，就是有空气的地方空气能热水器就能有热水!