作为一种通过利用洁净能源来实现机器运作的新式热水器，空气能热水器的工作原理不同于以往任何一个热水器。它主要是把空气能转化为热能，再传递到水箱里，使水箱里的水温度升高.

　　空气能热水器的内部主要有四个核心部件，它们分别是：压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组。在机器开始工作的时候，首先是压缩机将回流的低压冷煤压缩，令其变成高温高压的气体进入下一个部件。其次，当高温高压的气体被排出，通过铜管传递到水箱内，热量能使水箱里的水温度变高。再次，此时冷却下来的冷煤在压力的作用下会变成液态，它们流过经膨胀阀后便进入到蒸发器，由于蒸发器的压力与水箱压力相差很大，当液态冷煤进入蒸发器后压力压力骤然降低，液态的冷煤此时便迅速变成气态，同时吸引大量的热量，便周围的空气温度突然降低，最的变成冷气释放。最后，完成以上一系列的动作后，吸引了外量大量能量的冷煤重新回流到压缩机，准备下一个工作循环.

　　从空气能热水器的工作原理里可以看出，它的工作原理与空调机的工作原理基本上是一样的，均应用了逆卡诺原理，整个工作过程就是一种能量的转移，而非能量转换，所以它能节约大量的能源，耗能极低。其实空气能源热水器还有一个厨房制冷的作用，在态冷煤进入蒸发器后，会吸引周围大量的热量，从而使周围的空气降温，当把这些低温空气排放到厨房的时候，即实现了厨房制冷的功能，因而绝大多数的空气能淮液态的热水器都具有降温除湿的功能。