空气能热水器主要由热泵机组和保温水箱组成。热泵机组是一个制热循环系统，包括主机和冷凝器两部分。其中主机部分包括蒸发器、风扇、压缩机、节流机构及电控器件；冷凝器为内放冷凝盘管的保温箱。保温水箱的保温层采用聚氨脂发泡，且具有良好的保温性能。

　　其运行原理为：中温中压制冷剂经膨胀节流机构节流降压后，进入空气交换机中蒸发吸热，从空气中吸收大量的热量Q1，蒸发吸热后的制冷剂以气态形式吸入压缩机压缩后变成高温高压的制冷剂（此时制冷剂中所蕴藏的热量有两部分：一部分是从空气中吸收的热量Q1，一部分是输入的电能转化的热量Q2），高温高压的制冷剂进入热交换器（水箱盘管），将热量（Q1+Q2）释放给水箱中的冷水（冷水不断吸热，达到设定温度供给用户使用），放热后的制冷剂以液态形式进入膨胀节流机构人，节流降压，如此不间断进行循环。
　　过程中使用的电只用在使热能释放出来，而不是用在直接加热，故热泵热水器用电很少，在夏季气温高时，生产一吨热水约损耗５——６度电，冬季寒冷的天气约损耗２０——２５度电，全年平均不超过１５度电。这种水加热方式也避免了传统太阳能产品在阴雨天气、夜晚不能工作的缺陷，故能更加高效、节能，同时安装方便简捷、使用灵活，无废气废液排放，安全环保。