空气能热泵热水器机组由压缩机---冷凝器---膨胀阀---蒸发器---压缩机构成了一个循环系统。冷媒在热泵的作用下在系统内循环流动。它在压缩机内完成气态的升压升温过程（温度高达80-100度），它进入冷凝器后释放出高温热量加热水，同时自己被冷却并转化为流液态，当它运行到蒸发器后，液态迅速吸热蒸发再次转化为气态，同时温度下降至零下20度——30度，这时蒸发器周边的空气就会源源不断地将低温热量传递给冷媒。冷媒不断地循环就实现了空气中的低温热量转变为高温热量并加热冷水边程。也就是说空气能热泵热水器机组系统加热水的主要能源是来自周围的空气，使用相当于电热水器机组所耗的三分之一或四分之一的电能就可以得到足够的热水，运行费用显然远远低于电热水器或电锅炉。

        同比之下一吨热水的能耗成本，电热水器机组需要40-70元；空气能热泵热水器机组需要5-14元；柴油炉需要26-42元；煤气炉需要25-30元；天然气炉需要18-22元；液化气热水器机组需要25-30元。相比之下，空气能热泵热水器机组运行费用。