空气能热水器的工作原理和空调相反，主要是利用“逆卡诺”原理工作，靠吸收空气中的热量，再利用这些热量，加热冷水，从而制造大量的热水。因为主要是利用空气热量制热，电能只是用来让空气能热水器运转的，因此空气能热水器制热效率非常高，1KW电可产生4KW热量。举个例子，同样是加热一吨水（从常温15度到55度），按0.62元/度电费计算，普通电热水器所需费用是30.5元，而空气能热泵仅需7.22元，比电热水器节约23元。
除了节能之外，空气能热水器几乎具备了所有热水器的综合优势。
在安全性上：空气能热水器制热时不使用燃气，因此制热过程无明火、无排放，因此不会发生火灾、爆炸、中毒等案例事故。同时，因为空气能热水器的电只是用来让设备作功的能源，而非加热冷水的能源，因此空气能热水器水箱里没有电元件，水电分离，杜绝了漏电的危险。
