循环式空气能热水器系统中置有冷媒（也称制冷剂）是一种能在零下30多度时就能产生蒸发的物质，机组在工作时，循环式空气能热水器内蒸发器中冷媒在低温工况下开始蒸发，并同时吸收热量而由液态转变成低温低压的气体;然后低温冷媒经压缩后变成高温高压的气体，高温高压气体进入换热器与温度低较的冷水交换热量→放热过后的冷媒变成低温低压的液体再次进入蒸发器中进行下一个循环。这样冷媒不断地通过蒸发，压缩，放热的循环，循环式空气能热水器就实现了制造热水功能。循环式空气能热水器在工作时耗用1度电最高可以从外界获取4-4.5倍或更高的能量，而普通的电热水器投入1度电的能量则只能从理论上获得约0.8-0.9倍热量！
循环式空气能热水器主要适用于学校、工厂生产、公寓宿舍、旅馆、等单位的洗浴或生产用热水供应。是当前最节能的热水器之一。