空气能热水器是按照“逆卡诺”原理工作的，具体来说，就是“室外机”作为热交换器从室外空气吸热，加热低沸点工质（冷媒）并使其蒸发，冷媒蒸汽经由压缩机压缩升温进入水箱，将热量释放至其中的水并冷凝液化，随后节流降压降温回到室外的热交换器进入下一个循环。简单来说是吸收空气中的热量来加热水，被吸收热量的空气也可被运用到厨房，解决闷热问题。
运用热泵工作原理制热，与空调制冷相反——国家制冷标准是1000瓦，电制冷2800瓦。根据热平衡的原理，同时少产生2800瓦的热量，加上输入的1000瓦电，实际产生的热量在3000——4000瓦，把这些热量输送到保温水箱，其耗电量只是电热水器的四分之一（电热水器即使热效率，输入1000电也只有1000瓦的热）。
毋庸置疑，空气能热水器的优点就是节能。将空气中的低温热能通过压缩机转化为高温热能，以相同的热水制造量为基准，和电热器热水器相比，化节约电能，使用成本只有电热水器的1/4，而和传统的燃气热水器比，不用耗用任何的煤气燃料，使用成本只是燃气热水器的1/3。以空气为主体，节约能量，不仅可以节约人们的使用成本，更是顺应了世界节能的主体，这就是空气能热水器的亮点之一。
节能和环保是相辅相成的，而环保是空气能热水器在节能优势上的又一加分点。首先，空气能热水器利用电能压缩空气制造热能，不排放废气和有毒气体，不仅，更营造了一个无污染的沐浴环境。其次，空气能热水器的使用时间长达15-20年，高寿命不仅可以减少人们更换热水器的成本和麻烦，在某种意义上来说，更是减少了垃圾制造，这也是环保的一个重要方面。