空气能，即空气中所蕴含的低品位热能，又称空气源。能量守恒定律告诉我们能量不会凭空产生，也不会凭空消失。但是根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体传到高温物体而不产生其他变化。空气能虽然取之不尽用之不竭，但是，如需将空气中吸收能量传到高温环境，需要消耗电能或热能，这项技术叫做空气源热泵。
通过压缩机系统运转工作,吸收空气中热量制造热水。具体过程是：压缩机将冷媒压缩，
压缩后温度升高的冷媒，经过水箱中的冷凝器制造热水。热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环。在这一过程中，空气热量通过蒸发器被吸收导入水中，产生热水。这样的通过压缩机空气制热的新一代热水器，即是空气（热泵）热水器。空气（热泵）热水器正是这样的产品。空气（热泵）热水器的工作原理即是如此。
空气能热泵在运行中，蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升，高温蒸气通过永久黏结在贮水箱外表面的特制环形管冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了空气源热泵贮水箱中的水。冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。
空气能热泵传热工质是一种特殊物质，常压下其沸点为零下40℃,凝固点为零下100℃以下，该物质冷的时候是液体，但很容易被蒸发成气体，反之亦然。在实际运行中，空气源热泵中传热工质的蒸发极限温度为零下20℃左右，因此5℃的环境温度对如此低的温度也是“热”的，甚至下雪的温度，比如说0℃，相比之下也是热的，因此，仍可交换一些热能。
空气能热水器的缺点：
1、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。
2、安装
家用空气能热水器往往需要一个水箱来加热和储存热水。以一家3-5口人为例需要120L-150L的水箱。这样大尺寸的水箱不容易与整体家居协调，这样消费者只能安装在阳台上。但随着人们对家居环境要求的提高，阳台上的这个大家伙消费者是不愿意接受的。
3、消费者对热泵热水器认知程度
热泵热水器在国内市场是一个新生事物，消费者对它的认知程度还很低。有很多人认为用一份的热量就能得到三份的热量是不可能实现的，而且对有关热采技术应用的其它产品也是一样，虽然热泵空调器普及率已经非常高。人们的认识仅仅局限在空调器是耗电大户，却不知道其比烧煤球炉了、更节能。如今国内市场，因为一些较大的商场还没有空气能热水器销售，所以消费者对空气能热水器的认知还是很低。
