Nguyên tắc làm việc của máy nước nóng làm mát không khí là nén chất làm lạnh áp suất thấp vào khí nhiệt độ cao và khí cao áp qua máy nén, sau đó chuyển nhiệt vào nước trong bể nước qua thiết bị ngưng tụ. Chất làm lạnh trở thành chất lỏng sau khi làm mát, và sau đó đi vào thiết bị bay hơi thông qua van giãn nở. Chất làm lạnh chất lỏng bay hơi nhanh trong thiết bị bay hơi và hấp thụ rất nhiều nhiệt, và cuối cùng không khí lạnh được xả qua quạt. Toàn bộ quá trình áp dụng nguyên tắc Carnot ngược, hấp thụ năng lượng nhiệt nhiệt độ thấp trong không khí, nén nó vào năng lượng nhiệt nhiệt độ cao và chuyển nó vào nước trong bể nước, do đó làm nóng nước.
