空气能热水器采用热泵吸热原理，吸收空气中的能量，把它转移到保温水箱中，使水的温度升高。标准状况下，设备运转只消耗少量电能，能产生3~4倍于电热的加热效果，节能效果显著。
空气能热水器是采用逆卡诺原理（与空调相反的原理），从低温空气中吸收热量，并把热量转移到高温的水中，实现加热的过程。具体流程如下：
压缩机把低压气态冷媒吸入，转化成为高温高压的气体，并推入冷凝器（即水箱换热盘管），在节流阀的作用之下，高温高压的气体在冷凝器中由气态冷却成液态，同时释放大量能量。释放的能量进入水箱中，把水加热起来了。释放掉能量并变成液态的冷媒经节流阀流入蒸发器（即空气换热器），压力瞬间降低，液态的冷媒在低压环境下又蒸发成气态，此时吸收大量的热量。吸收热量变成气态的低压冷媒被吸入压缩机，进入下一个循环。
分体式空气能热水器包括主机和承压保温水箱，主机与水箱分开，运输、安装不方便，蒸发器面积较大，能效比高,水箱100-500L可按需求搭配，比较灵活。一般配值为200升以下配960瓦的主机，250～300升配1250瓦的主机。
一体式设计，无外机。能够24小时提供全家中央热水，无须等待。北欧宜家风格，功能齐全，外壳采用淡灰色的金属材料，顶盖设计成圆弧造型，配合黑色前脸，简约中透乖巧。控制器采用红色LED显示屏，就像IBM纯黑色中经典的小红点，暗显着内心强大的能量。
针对高端大户型需求设计，极简的造型，演绎简约派大师米斯-范德罗经典的德式简约风格，简约而有品味。外壳采用极富质感的银色金属漆面，与黑色的轮廓线形成对比，给人强烈的科技感，配以当下流行的Apple触控显示屏，让整机的科技感更显灵动。
空气能热水器有整体式与分体式之分，整体式空气能热水器把冷气也来用起来了。行业当中，又称这种空气能热水器为冷气热水器。而分体式空气能热水器没将冷气回收利用，这就是整体式与分体式最大的区别。
压缩机是核心：把空气能热水器看成汽车，压缩机相当于发动机。目前家用空气能压缩机品牌主要有4个：日立、松下、东芝、三菱，他们的质量差不多，关键是选型。空气能热水器主要用于制热，所以要用专用压缩机，不能用空调压缩机。从制冷剂（又叫雪种或冷媒）类型也可判断，热泵专用压缩机使用的制冷剂多为R134a（欧洲标准）。
加热盘管决定寿命：很多人问是内盘管好还是外盘管好，这个问题很简单：肯定是外盘管好！内盘管是把加热盘管浸在水中，外盘管是把加热盘管绕在内胆外面。前者使用盘管短，制作简单，成本低，后者使用盘管长，制作更难，成本高。
家用空气能热水器就是提供全家中央热水，提供的用户和人数是有限制的，选型和机器占用的面积相当于一台洗衣机空间这样，家用空气能热水器分为分体式和整体式两种，这两者在安装方面是各不一样的。整体式空气能就是更方便安装的。
商用空气能热水器是针对大户型或者是企业，在酒店、工厂、学校、桑拿中心中广泛使用。
冷气热水器用于家用，冷气热水器又称芬尼空气能热水器，是一种新型的多功能热水器，它在加热热水的同时，能够像空调一样释放冷气，满足厨房的制冷需求。其工作原理是将空气中的能量吸收，变成热量转移到水箱中，把水加热起来，加热过程非电热，不燃气，无任何安全隐患；热量转移率相当于普通电加热的3-4倍。同时把失去大量能量的低温空气释放到厨房，用于厨房制冷。空气在失去能量降低温度的同时，大量的水蒸气被冷凝，因而释放的冷气湿度大大降低，相当于具有除湿的效果。