空氣能(源)熱泵利用冷媒壓縮制冷放熱循環工作原理，以環境空氣中的熱源Q2作為低溫熱源，經過傳統空調器中的冷凝器或蒸發器進行熱交換，然后通過循環熱交換系統，釋放熱能Q3，然后利用水泵循環換熱系統將能量轉移到建筑物內，滿足用戶對生活熱水、地暖或空調等需求。其具體流程為：低壓氣態冷媒進入壓縮機，經過壓縮成為高溫高壓氣體，這時冷媒沸點隨壓力的升高而升高。高沸點的冷媒進入冷凝器開始液化，這時冷媒放出熱量，變成液體。接下來在進入蒸發器前先經過膨脹閥（節流閥），膨脹閥（節流閥）又使冷媒壓力降低，壓力降低的冷媒在蒸發器中又開始蒸發，這時冷媒吸收熱量，又變為低壓的氣體。再次進入壓縮機，整個冷媒循環系統就這樣形成。

空氣源熱泵與空調的原理一樣，都是利用逆卡諾原理。不同之處是熱泵的冷凝溫度比空調更高。空調的范圍很大，他包括了空氣源熱泵。

空氣源熱泵是利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的節能裝置。空氣作為熱泵的低位熱源，取之不盡，用之不竭，處處都有，可以無償地獲取，目前的產品有家用熱泵空調器、商用單元式熱泵空調機組和熱泵冷熱水機組等。