接通电源后，轴流风扇开始运转，室外空气通过蒸发器进行热交换，温度降低后的空气被风扇排出系统，同时，蒸发器内部的工质吸热汽化被吸入压缩机，】压缩机将这种低压工质气体压缩成高温、高压气体送入冷凝器，被水泵强制循环的水也通过冷凝器，被工质加热后送去供用户使用，而工质被冷却成液体，该液体经膨胀阀节流降温后再次流入蒸发器，如此反复循环工作，空气中的热能被不断热泵送到水中，使保温水箱里的水温逐渐升高，zui后达到55℃左右，正好适合人们洗浴，这就是空气源热泵热水器的基本工作原理。
除上述日照时间很长的地区（如西藏，云南），在中国大多数地区热泵都比光热式太阳能更有优势，热泵是主角，同时投资热泵和太阳能没有经济性，冬天热泵是以制冷剂为热媒，在空气中吸收热能（在蒸发器中间接换热），经压缩机将低温位的热能提升为高温位热能，加热系统循环水（在冷凝器中间接换热），夏天热泵是以制冷剂为冷媒，在空气中吸收冷量（在冷凝器器中间接换热），经压缩机将高温位的热能降低为低温位冷能，制冷系统循环水（在蒸发器中间接换热）。
空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置，它是热泵的一种形式，用空气及水中的热量供给需要加热的水或空气，空气能热泵是按照“逆卡诺”原理工作的，逆卡诺循环原理，以无处不在的空气中的能量作为主要动力，通过少量电能驱动压缩机运转，实现能量的转移，无需复杂的配置、昂贵的取水、回灌或者土壤换热系统和专用机房，能够逐步减少传统采暖给大气环境带来的大量污染物排放，保证采暖功效的同时兼顾节能环保的目的。
