空氣能熱水器，也稱“空氣源熱泵熱水器”。“空氣能熱水器”把空氣中的低溫熱量吸收進來，經過介質氣化，然後通過壓縮機壓縮後增壓升溫，再通過換熱器轉化給水加熱，壓縮後的高溫熱能以此來加熱水溫。

空氣能熱水器主要由熱泵機組和保溫水箱組成。熱泵機組是一個制熱循環系統，包括主機和冷凝器兩部分。其中主機部分包括蒸發器、風扇、壓縮機、節流機構及電控器件；冷凝器為內放冷凝盤管的保溫箱。保溫水箱的保溫層采用聚氨脂發泡，且具有良好的保溫性能。

其運行原理為：中溫中壓制冷劑經膨脹節流機構節流降壓後，進入空氣交換機中蒸發吸熱，從空氣中吸收大量的熱量Q1，蒸發吸熱後的制冷劑以氣態形式吸入壓縮機壓縮後變成高溫高壓的制冷劑（此時制冷劑中所蘊藏的熱量有兩部分：一部分是從空氣中吸收的熱量Q1，一部分是輸入的電能轉化的熱量Q2），高溫高壓的制冷劑進入熱交換器（水箱盤管），將熱量（Q1+Q2）釋放給水箱中的冷水（冷水不斷吸熱，達到設定溫度供給用戶使用），放熱後的制冷劑以液態形式進入膨脹節流機構人，節流降壓，如此不間斷進行循環。

過程中使用的電只用在使熱能釋放出來，而不是用在直接加熱，故熱泵熱水器用電很少，這種水加熱方式也避免了傳統太陽能產品在陰雨天氣、夜晚不能工作的缺陷，故能更加高節能，同時安裝方便簡捷、使用靈活，無廢氣廢液排放，環保。