空气源热泵主要有五大部件组成：压缩机、工质（本文称冷媒）、蒸发器、冷热交换器、节流装置（膨胀阀）五大部分组成。

低温低压的液态冷媒经过蒸发器（空气侧热交换器）吸收空气中的热量蒸发，由液态变为气态——将冷媒从空气中吸收的热量设为Q1。

吸收了热量的冷媒变为低温低压气体，再通过少量的电能输入，由压缩机进行压缩，使低温低压气态的冷媒变成高温高压状态——将压缩机的压缩功转化的热量设为Q2。

高温高压的气态冷媒在冷热交换器内与室内空气进行热交换，冷媒在常温下被冷却，冷凝为液态。此过程中，冷媒放出的热量使室内空气得到加热——将室内空气吸收的热量设为Q3。

换热后的高压液态冷媒通过节流机构（膨胀阀）减压，由于压力下降，冷媒回到了比外界环境温度低的低温低压的液态，又具有了再次吸收蒸发的能力。

根据能量守恒定律得：Q3=Q1+Q2。热泵机组的制热量Q3＞Q2。也就是说最终用来加热室内空气的热量要大于压缩机工作消耗的电能，其间的差值就是从周围环境中吸收来的热量。热泵在加热室内空气的过程中每输入一份电能，就从环境中吸收2～3份的低品位热能，故所用的电能仅为电锅炉的1/4左右，大大降低了电能的消耗。这就是热泵机组要比电加热器省电的原因。