在制热时,液态冷媒在空气换热器中汽化,吸收空气中的热量,低温低压的气态冷媒经压缩机压缩后变为高温高压气体送往水热交换器（高效罐）。由于冷媒的温度高过水的温度，水会带走热量，传递到末端，实现制热。冷媒从气态冷却为液态,液体冷媒经膨胀阀节流后,在压力作用下进入空气换热器,低压气体冷媒再次汽化,完成一次循环。在这个循环中,随着冷媒状态的变动,实现了热量从空气侧向水侧的转移。
空气源热泵是通过热泵机组将回收来的低压冷媒压缩后变成高温高压的气体排出，高温高压的冷媒气体流经缠绕在水箱外面的铜管，热量经铜管传导到水箱内，这时可提供暖气或者地暖所需要的高温热水。 随后冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀后进入蒸发器，由于蒸发器的压力骤然降低，因此液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量。
我们对空调的理解就是夏季制冷和冬季制热，而空气能热泵不仅能够制冷和制热，还能搭载生活热水，在商用领域还能做恒温存储以及烘干设备，在用途上两者差异很大。 空调的本质工作是制冷为主，通过四通换向阀切换冷媒流动方向，使空调有了制热能力，然而空调的制热能力相对制冷而言，能效远远不及，制热也要看压缩机的本事，因此制热算是空调的辅助作用，在很多低温的环境下，空调还要依靠电加热的方式，才能保证其制热的效果。