空气能热泵制冷原理是热泵机组使用的热泵专用压缩机通过吸入来自蒸发器（氟水换热器）的低温低压冷媒气体，压缩成为高温高压的气体进入室外冷凝器，再将热量通过风机吹过冷凝器换热翅片表面的空气带走，降温后变为低温高压的液体通过节流装置（电子膨胀阀）变为低温低压的冷媒气体，进入蒸发器中吸收来自与室内末端系统的循环回水中的热量然后再进入压缩机形成一次侧闭式循环；而末端系统（二次侧）中的水通过蒸发器降温变成适度的冷水后进入室内风机盘管，通过与风机吸入的室内空气换热，吸收空气中的热量将温度适中的冷风吹到室内，如此往复便能提供冷气，达到降低室内温度的效果。
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。在风扇的作用下，大量的空气流过蒸发器外表面，空气中的能量被蒸发器所吸收，空气温度迅速降低，变成冷气排进风机盘管提供制冷服务。随后蒸发器所吸收一定能量的冷媒回流到压缩机，进入下一个循环工作。简单来说，在夏季空调降温时，按制冷工况运行，由压缩机排出的高压蒸汽，经换向阀进入冷凝器，制冷剂蒸汽被冷凝成液体，经节流装置进入蒸发器，并在蒸发器中吸热，将室内空气冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽，经换向阀后被压缩机吸入，这样周而复始，实现制冷循环。
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。