由生活常识中我们可以知道，热水可以自己慢慢向空气中放热，冷却成冷水，这表明热量可以从温度高的物体传递到温度低的物体——空气。那么可不可以将这个过程反过来进行，将温度较低的空气中的能量向冷 水中转移呢？由热力学第二定律可知：热量是不会自动从低温物体传到高温物体的。这就是说，热量能自发的从高温物体传向低温物体，而不能自发地从低温物体传向高温物体。但这并不是说热量就不能从低温物体传向高温物体。大家都知道，热量总是从高温向低温传递，像水一样从高处流向低处。能把水从低处提升到高处的设备叫水泵。同理使热量从低温提升成高温的设备叫“热泵”。而热泵则是消耗一定的机械能，将空气中低温热能“泵送”到高温位来供应热量需求的设备叫空气源热泵。
空气源热泵其工作原理是运用逆卡诺原理，通过冷媒/制冷剂以极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，传输至水箱，加热热水，所以它能耗低、效率高、速度快、安全性好、环保性强，源源不断的供应热水。其运行成本只有电热水器的1/4，如按照现有的电价和油价，烧热同样多的热水，它的运行成本只有燃煤锅炉的1/2。
   空气源热泵热水器由压缩机——蒸发器——节流器——冷凝器等装置构成了一个循环系统。热媒（也可称冷媒）在压缩机的作用下在系统内循环流动。它在压缩机内完成气态的升压升温过程（温度高达100℃），它进入冷凝器后释放出高温热量加热水，同时自己被冷却并转化为液态，同时温度下降至零下20℃——30℃，当它运行到吸热器后，这时吸热器周边的空气就会源源不断地将低温热量传递给热媒，液态迅速吸热蒸发再次转化为气态。热媒不断地循环就实现了空气中的低温热量转变为高温热量并加热冷水的过程