热泵热水机组由热泵主机和储热水箱构成，它按逆卡诺循环原理工作如下：

1.低温低压气态的冷媒经过压缩机成为高温高压气态。压缩机的压缩功能转化的热量为Q2.

2.高温高压的气态冷媒与水进行热交换，高压的冷媒在常温下被冷却、冷凝为液态。这过程中，冷媒放出热量用来加热水，使水升温变成热水，水吸收的热量为Q3.

3.高压液态冷媒通过膨胀阀减压，压力下降，回到比外界低的温度，具有吸热蒸发的能力。

4.低温低压的液态冷媒经过器（空气热交换器）吸收空气中的热量自身蒸发，由液态变为气态，冷媒从空气中吸收的热。

5.吸收了热量的冷媒变成低温低压气体，再由压缩机吸入进行压缩，如此往复循环，不断的从空气中吸热，而在水侧换热机器放热，制取热水。这个循环过程由热泵热水机组来完成。

6.热泵作为高效集热并转移热量的系统装置，可以把压缩机所消耗的电力变为3.5倍甚至4倍以上的热能（即Q1+Q2=Q3的道理）。