蒸发器从空气中的环境中吸取低能热量，经压缩机压缩成高温高压的气体，通过冷凝器冷凝成液体时，要释放出大量的热量，传递给了水箱中的水，使水温不断上升，冷凝后的液体通过膨胀阀节流成气体返回到蒸发器，再从空气中吸收热量，如此循环往复。由此原理可以得出；空气能热水器不是用电能直接给水加热，而是用少量的电带动压缩机和风机，充当热能的搬运工把空气中的热量搬运到水箱里面。
    电热水器的能量组成为：单纯的电能
    太阳能的能量组成为：电能+太阳光热
    空气能的能量组成为：电能+空气热能
    空气能是一种的能量的转移，起到四两拨千斤的效果。
    空气能热水器外观和原理都和空调有相似之处，那么它们在耗电和价格上有什么不同呢？
    空气能热水器与空调的制冷原理相反，造价会比空调贵一些：第一，空气能热水器内部构件中压缩机采用的是热泵专用压缩机；第二，空调系统中压力最高为18个，热泵压力最高超过28个，所以热泵铜管要比空调铜管厚的多；第三，系统中空调承受最高温度一般不超过40度，而空气能热水器至少可以到达60度，所以制热要求相当高。
    空调无论制冷还是制热一般每天工作时间都比较长，而且空调工作的功率要高于空气能热水器的工作功率。空气能热水器电源虽然是一直通电，但当制热完成后，机组就会停止工作自动保温，保温过程不需要耗电，优质水箱的保温可以达100小时以上。家用机一般每天工作不会超过2小时，所以空气能热水器要比空调省电很热，且对压缩机保护好，使用寿命更长。