自然界，水總由高處流向低處，熱量也總是從高溫傳向低溫。人們可以用水泵把水從低處提升到高處，從而實現水由低處向高處流動，空氣源熱泵熱水機同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫?？諝庠礋岜脽崴畽C實質上是一種熱量提升裝置，它的作用是從周圍環境中吸取熱量，并將其傳遞給被加熱的對象（溫度較高的物體）。

空氣源熱泵熱水機通過讓工質不斷完成蒸發（吸取環境中的熱量）壓縮冷凝（放出熱量）節流再蒸發的熱力循環過程，從而將環境里的熱量轉移到水中。

空氣源熱泵熱水機在工作時，把環境介質中貯存的能量QA在蒸發器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即壓縮機耗電QB；通過工質循環系統在冷凝器中進行放熱QC，QC=QA+QB，熱泵輸出的能量為壓縮機做的功QB和熱泵從環境中吸收的熱量QA。