空氣能熱水器，也稱為“空氣源熱泵熱水器”，其工作原理與空調器極為相似，采用少量的電能驅動壓縮機運行，高壓的液態工質經過膨脹閥后在蒸發器內蒸發為氣態，并從空氣中吸收大量的熱能;氣態的工質被壓縮機壓縮成為高溫、高壓的液態，然后進入冷凝器放熱而把水加熱....如此不斷地循環加熱，可以把水加熱至50°C~65°C。

目前市場上熱泵熱水器種類很多，主要有太陽能助推型、水源和空氣源三種系列。太陽能助推式熱泵是熱泵與太陽能技術結合使用的一種熱泵技術;水源熱泵是利用一定溫度的水源(20℃以上)作為熱源以制冷劑為媒介高溫熱水，將水源中的熱量吸收后經壓縮機壓縮制熱，通過熱交換器與冷水交換熱量以達到取暖和制取熱水的目的，水源熱泵必須有一定溫度和流量的水源;空氣源熱泵以水源熱泵類似方法從空氣獲得熱量來加熱水。

電熱熱水器存在漏電的安全隱患，燃氣熱水器存在煤氣中毒的憂患，和這兩種熱水器相比，空氣能熱水器通過介質換熱，避免了電加熱元件和水直接接觸，這樣一來就解決了電熱熱水器存在的漏電隱患，其次，因為原料是空氣，因此也排除了燃氣熱水器煤氣爆炸或者煤氣中毒的可能性，讓人們使用得更加舒適無憂。

節能和環保是相輔相成的，而環保是空氣能熱水器在節能優勢上的又一加分點。首先，空氣能熱水器利用電能壓縮空氣制造熱能，不排放廢氣和有毒氣體，不僅安全，更營造了一個無污染的沐浴環境。其次，空氣能熱水器的使用時間長達15-20年，高壽命不僅可以減少人們更換熱水器的成本和麻煩，在某種意義上來說，更是減少了垃圾制造，這也是環保的一個重要方面。

在這一過程中，消耗1份的電能驅動壓縮機運行，同時可從環境空氣中吸收轉移約4份的熱量到水中。因此，相對于電熱水器來說，空氣能熱水器可以節約近3/4的電能。即電熱水器消耗4kW●h電能產出的熱水，使用空氣能熱水器只需要1度電就可以了。

空氣能熱水器是按照“逆卡諾”原理工作的，具體來說，就是“室外機”作為熱交換器從室外空氣吸熱，加熱低沸點工質(冷媒)并使其蒸發，冷媒蒸汽經由壓縮機壓縮升溫進入水箱，將熱量釋放至其中的水并冷凝液化，隨后節流降壓降溫回到室外的熱交換器進入下一個循環。簡單來說是吸收空氣中的熱量來加熱水，被吸收熱量的空氣也可被運用到廚房，解決悶熱問題。

據杭州中經智盛市場研究有限公司發布的《2022-2026年熱泵熱水器市場現狀調查及發展前景分析報告》顯示：毋庸置疑，空氣能熱水器最大的優點就是節能。將空氣中的低溫熱能通過壓縮機轉化為高溫熱能，以相同的熱水制造量為基準，和電熱器熱水器相比，最大化節約電能，使用成本只有電熱水器的1/4，而和傳統的燃氣熱水器比，不用耗用任何的煤氣燃料，使用成本只是燃氣熱水器的1/3。以空氣為主體，節約能量，不僅可以節約人們的使用成本，更是順應了世界節能的主體，這就是空氣能熱水器最大的亮點之一。

空氣能熱水器的賣點是空氣，而對于家居用品來說，人們最基本的需求之一就是使用方便，因此，便捷成為了空氣能熱水器的第二大亮點。因為空氣的數量不受室內室外、晴天陰天的影響，和太陽能熱水器相比，空氣能熱水器就顯得非常便捷，無論是安裝在室內或室外，更不論陰天晴天，溫度在零攝氏度以上，都可以使用。此外，用完一箱水后，空氣能熱水器只需要不超過一小時的時間便可以再制造一箱熱水高溫熱水，可供一家人全天候使用。

隨著工業革命的發展，人們對能否將熱量從溫度較低的介質“泵”送到溫度較高的介質中這一問題發生了厚的興趣。英國物理學家J.P.Joule提出了“通過改變可壓縮流體的壓力就能夠使其溫度發生變化”的原理。

為了規范市場秩序，由美的、同益、沐裕、天舒等新能源家電企業參與制定的，中國首部空氣能熱水器國家標準《家用和類似用途熱泵熱水器》，正式出臺實施。該標準統一了家庭用空氣能熱水器的測試條件和方法，并規定在標準環境下，其能效比不低于3.4，循環加熱能效比不低于3.7。