热泵热水机组遵循能量守恒定律和热力学第2定律，根据逆卡诺循环原理采用电能驱动，通过制冷剂将大气、水等自然界中的低品位热能，吸收提升为可利用的高品位热能的设备、．热泵可以与水泵相比拟，水是不能自发地从低处流向高处，要将低处的水输送到高处，必须用一台水泵，消耗一部分电力，才能将水送到高处的水箱中。同样，根据热力学第二定律，热量也是不能自发地从低温环境向高温环境中转移(传送)，而要实现这个目的，必须要有一台机器，消耗一部分机械功(例如电能)，才能将低温环境中的热量传送到高温环境中去。这样的机器就称之为“热泵”。空气源热泵热水机组的作用是将空气中的低品位热量取出，连同本身所用的电能转变成的热能，一起送到高温的水中去应用。

       一台空气源热泵装置主要有蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成，通过让工质不断完成蒸发(吸取大气中的热量)一压缩一冷凝(放出热量)一节流一再蒸发的热力循环过程，从而将大气中的热量转移到水中(如图)：