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。
毋庸置疑，空氣能熱水器的優點就是節能。將空氣中的低溫熱能通過壓縮機轉化為高溫熱能，以相同的熱水制造量為基準，和電熱器熱水器相比，化節約電能，使用成本只有電熱水器的1/4，而和傳統的燃氣熱水器比，不用耗用任何的煤氣燃料，使用成本只是燃氣熱水器的1/3。以空氣為主體，節約能量，不僅可以節約人們的使用成本，更是順應了世界節能的主體，這就是空氣能熱水器的亮點之一。
電熱熱水器存在漏電的隱患，燃氣熱水器存在煤氣中毒的憂患，和這兩種熱水器相比，空氣能熱水器通過介質換熱，避免了電加熱元件和水直接接觸，這樣一來就解決了電熱熱水器存在的漏電隱患，其次，因為原料是空氣，因此也排除了燃氣熱水器煤氣爆炸或者煤氣中毒的可能性，讓人們使用得更加舒適無憂。
節能和環保是相輔相成的，而環保是空氣能熱水器在節能優勢上的又一加分點。首先，空氣能熱水器利用電能壓縮空氣制造熱能，不排放廢氣和有毒氣體，不僅，更營造了一個無污染的沐浴環境。其次，空氣能熱水器的使用時間長達15-20年，高壽命不僅可以減少人們更換熱水器的成本和麻煩，在某種意義上來說，更是減少了垃圾制造，這也是環保的一個重要方面。