空氣能熱水器是按照“逆卡諾”原理工作的，具體來說，就是“室外機”作為熱交換器從室外空氣吸熱，加熱低沸點工質（冷媒）并使其蒸發，冷媒蒸汽經由壓縮機壓縮升溫進入水箱，將熱量釋放至其中的水并冷凝液化，隨后節流降壓降溫回到室外的熱交換器進入下一個循環。簡單來說是吸收空氣中的熱量來加熱水，被吸收熱量的空氣也可被運用到廚房，解決悶熱問題。
便捷
空氣能熱水器的賣點是空氣，而對于家居用品來說，人們最基本的需求之一就是使用方便，因此，便捷成為了空氣能熱水器的第二大亮點。因為空氣的數量不受室內室外、晴天陰天的影響，和太陽能熱水器相比，空氣能熱水器就顯得非常便捷，無論是安裝在室內或室外，更不論陰天晴天，溫度在零攝氏度以上，都可以使用。此外，用完一箱水后，空氣能熱水器只需要不超過一小時的時間便可以再制造一箱熱水，可供一家人全天候使用。
環境適應性問題
空氣能熱水器的熱量來源就是我們都必須要的空氣，而作為一種節能產品，其節能程度的好壞都與COP值能效比密切相關。由于當今市場上大部分的空氣能熱水器設計正常工作溫度在0-40℃，故在環境溫度比較高的南方，空氣能熱水器往往有上佳的表現。而在冬季氣溫只有-10℃的北方城市，空氣能熱水器很難達到設計中預想的效果。如果氣溫為-20℃機組甚至都不能啟動。基本上冬天只能電加熱（大號電水壺，而且溫度低了會自動加熱）
空氣能熱水器安裝問題
家用空氣能熱水器往往需要一個水箱來加熱和儲存熱水。以一家3-5口人為例需要120L-150L的水箱。這樣大尺寸的水箱不容易與整體家居協調，這樣消費者只能將空氣能熱水器安裝在陽臺上。但隨著人們對家居環境要求的提高，陽臺上的這個大家伙消費者是不愿意接受的。