在自然界中，水总是由高处流向低处，热量也是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水的由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温传到高温转移热量。空气源热水器利用热泵原理，从环境中吸收空气中大量低温热量，通过热交换器可将冷水加热到60℃的热水。这种新能源热水器已经悄然进入家庭，用户普遍都比较满意。
热泵不是热能的转换设备，而是热量的搬运设备。目前，常规的热水器有电热水器、燃油（气）热水器、燃油（气）锅炉等，它们都属于热转换设备。电热水器是把电能转化成热能，燃气（油）热水器和燃油（气）锅炉则是把燃料的化学能转化成热能。根据能量守衡定律，能量转化的理论最高效率为100%，但实际上因为不可避免的存在能量损失，电热水器的效率一般为90%，而燃气热水器，因为有高温废气的排放、不完全燃烧及换热效率方面的损失，实际的制热效率仅在60～70%之间。
热泵热水器就是根据热泵原理技术设计开发的一种制取热水的设备，热泵热水器就是通过消耗少量电能，把空气中的热量转移到水中的制取热水设备。它利用逆卡诺循环原理，以制冷剂为媒介，通过压缩机的工作，实现低温热能向高温热能的搬运。
