Luftvärmepumpar arbetar enligt den omvända Carnot-cykelprincipen. De använder ett kompressorsystem för att absorbera värme från luften för att producera varmvatten. Närmare bestämt komprimerar kompressorn köldmediet; det uppvärmda köldmediet passerar sedan genom en kondensor i vattentanken för att producera varmvatten. Efter värmeväxling återgår köldmediet till kompressorn för nästa cykel. Under denna process absorberas värme från luften av förångaren och överförs till köldmediet, som sedan överförs till vattnet för att producera varmt vatten. Denna nya generation av varmvattenberedare som värmer luft med hjälp av en kompressor kallas en luftvärmepump varmvattenberedare. Enkelt uttryckt, utomhusenheten komprimerar luft som en luftpump, vilket höjer temperaturen. Denna värme leds sedan till inomhusvattentanken genom en vätska som kokar vid -17 grader och släpps slutligen ut i vattnet.
Uppvärmningsprincipen för en värmepump är motsatsen till den för en luftkonditionering-den nationella standarden för kylning är 1000 watt och för elektrisk kylning är den 2800 watt. Baserat på principen om värmebalans genereras minst 2800 watt värme samtidigt. Med inmatningen av 1000 watt el är den faktiska värmen som genereras mellan 3000 och 4000 watt. Denna värme överförs sedan till den isolerade vattentanken och dess strömförbrukning är bara en-fjärdedel av den för en elektrisk varmvattenberedare (även om den elektriska varmvattenberedaren har en termisk verkningsgrad på 100 %, kommer den bara att generera 1000 watt värme med en ingång på 1000 watt el).