空气能热泵由室外机组和保温水箱组成。室外机组称为空气能热泵机组。空气能热泵机组一般由压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器等主要部件组成。简而言之，它的工作原理是压缩机系统中的低品位制冷剂不断地从室外空气中吸收低品位热量，使压缩机回到现有的高品位加热冷水中。空气能热泵的加热原理与空调相同，但产品配置不同。
装置中的压缩机将低温低压气体制冷剂转化为高压高温气体状态，压缩机压缩功能所转换的热量为Q1，高温高压气体制冷剂与水进行换热，高压制冷剂在室温下冷却并凝结成液体。在此过程中，制冷剂释放热量，加热水并将其转化为热水。水吸收的热量是q3。高压液态制冷剂通过膨胀阀降低压力，并返回到比外界更低的温度。它具有吸热和蒸发的能力。低温低压液体制冷剂通过蒸发器(空气热交换器)吸收空气中的热量并自行蒸发，由液态变为气态，制冷剂从空气中吸收的热量为Q2。吸收热量的制冷剂变成低温低压气体，然后被压缩机压缩，往复循环，不断从空气中吸收热量，释放水侧换热器中的热量产生热水。该循环由空气能量热泵（主机）单元完成。空气能热泵作为一种热量收集和传热系统装置，可以将压缩机消耗的电能转换为热能范围的3~5倍(即q1+q2=q3的真值)。
装置中的压缩机将低温低压气体制冷剂转化为高压高温气体状态，压缩机压缩功能所转换的热量为Q1，高温高压气体制冷剂与水进行换热，高压制冷剂在室温下冷却并凝结成液体。在此过程中，制冷剂释放热量，加热水并将其转化为热水。水吸收的热量是q3。高压液态制冷剂通过膨胀阀降低压力，并返回到比外界更低的温度。它具有吸热和蒸发的能力。低温低压液体制冷剂通过蒸发器(空气热交换器)吸收空气中的热量并自行蒸发，由液态变为气态，制冷剂从空气中吸收的热量为Q2。吸收热量的制冷剂变成低温低压气体，然后被压缩机压缩，往复循环，不断从空气中吸收热量，释放水侧换热器中的热量产生热水。该循环由空气能量热泵（主机）单元完成。空气能热泵作为一种热量收集和传热系统装置，可以将压缩机消耗的电能转换为热能范围的3~5倍(即q1+q2=q3的真值)。
