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）。
节能
毋庸置疑，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。
便捷
空气能热水器的卖点是空气，而对于家居用品来说，人们基本的需求之一就是使用方便，因此，便捷成为了空气能热水器的第二大亮点。因为空气的数量不受室内室外、晴天阴天的影响，和太阳能热水器相比，空气能热水器就显得非常便捷，无论是安装在室内或室外，更不论阴天晴天，温度在零摄氏度以上，都可以使用。此外，用完一箱水后，空气能热水器只需要不超过一小时的时间便可以再制造一箱热水，可供一家人全天候使用。
环境适应性问题
空气能热水器的热量来源就是我们都必须要的空气，而作为一种节能产品，其节能程度的好坏都与COP值能效比密切相关。由于当今市场上大部分的空气能热水器设计正常工作温度在0-40℃，故在环境温度比较高的南方，空气能热水器往往有上佳的表现。而在冬季气温只有-10℃的北方城市，空气能热水器很难达到设计中预想的效果。如果气温为-20℃机组甚至都不能启动。基本上冬天只能电加热（大号电水壶，而且温度低了会自动加热）
空气能热水器在使用过程中，常会遇见一些问题，详细分析后均有相应的解决方案。
一、压缩机失油？
分析原因：1、吸入压力过低2、制冷剂回路堵塞3、热力膨胀阀开启太少
解决方法：1、提高蒸发器侧负荷，检查吸入管道阀门有无堵塞2、检漏，添加制冷剂3、清洗或更换热力膨胀阀
二、压缩机噪音大？
分析原因：1、油压过低3、消声器、吸排气阀门坏或者破碎2、机内管路，阀件紧固部分松脱，振动3、热力膨胀阀开启过大
解决方法：1、更换润滑油、消声器、吸排气阀门2、检查紧固压缩机，管路，阀件3、调整热力膨胀阀开启度