空气能热水器的原理是：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，即是空气能热水器（空气能热泵热水器）空气能热水器就是把空气中的热量通过冷媒搬运到水中，传统的电热水器和燃气热水器消耗的能源是电力或燃气，其热效率都是小于100%。由于大部分热量从空气中吸收，其热效率可达到300%以上，它的优势就是制冷。空气能热水器吸取空气中的热量加热水温后，被吸掉热量的冷气被运用到厨房，实现厨房制冷，解决厨房的闷热问题。
空气能热水器按照加热形式可分为氟循环与水循环两类，各有优点，互不排斥；氟循环机分为：家用型阳台机、外墙机、厨房机，商用型的壁虎机、阁楼机；水循环机可分为：家用型阳台机、露台机、厨房机，商用型的壁虎机、阁楼机，工程型的屋顶机，地面机。
一台完整的家用多功能热水器包含2个主要部分：
其内部结构主要由四个核心部件：压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。
其工作流程是这样的：压缩机将回流的低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体流经管道，高温高压的气态冷媒流经缠绕在水箱外面的铜管，热量经铜管传导到水箱内，进行换热，冷却下来的气态冷媒在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀后进入蒸发器，由于蒸发器的压力骤然降低，因此液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量。同时，在风扇的作用下，大量的空气流过蒸发器外表面，空气中的能量被蒸发器吸收，空气温度迅速降低，变成冷气排进厨房。随后吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机，进入下一个循环。
低碳时尚
在节能减排已经成为时代潮流的今天，节约能源，减少碳排放是的生活方式。前面已经提到，空气源热泵热水器采用的是逆卡诺原理，将空气中的能量转移到水中，不是直接用电热元件加热，因此其能效可达到电热水器的4倍，即加热等量的热水，耗电量相当于电热水器的四分之一，大大节约了电力的消耗。中国的电力70%是通过火电厂烧煤产生的，节约电力意味着减少碳的排放。