空气能热水器的制热方式分为直热式、循环式和速热式三种。
第一代制热方式：直热式
蒸发器和冷凝器都在主机内，冷水直接进入主机，经冷凝器一次性直接加热到预设温度55度，然后在冷水压力的自作用下，直接送到保温水箱中。优点是保持出水就是55度的热水，节能效果较好;缺点是当保温水箱中的水温降时，还要用水泵抽回到主机加热或是用电辅加热。
第二代制热方式：循环式
蒸发器和冷凝器都在主机内，但冷水直接进到保温水箱中，再用水泵抽回到主机加热，必须多要一个循环泵，加热的方式是分层式循环加热，因为他是把水温经多次循环分层次加热到预设温度。优点是能效比较直热式高一些，因为所要增加的温度越接近原始温度，热传导效果越好，能效也越高。缺点是必须用循环泵所以会浪费一些电，热水输送的管径较长，所以能耗要多一些，冷水从上面进入保温水箱，从下面出热水，而一般热水比冷水轻，所在一个容器中的水通常上面的要比下面的热，所以上面加冷水会导致出水温度不能恒定，会混水。
第三代制热方式：分体直热式(又称之为：速热式)
主机中只有蒸发器，冷凝器却在保温水箱中，冷水从下面注入，热水是透过冷水向上的顶力排出，所以其不必象循环机那样必须要循环泵，而且其冷凝器直接在水箱中与水交换热量，所以换热直接，不要经过任何管径，那样能效和加热速度肯定要高于循环机，因其从上面出热水，所以能基本保持排出的热水恒定。[如因特殊情况必须用循环式，那么用大小水箱的方式就能解决，所以他的另一优势是具有可变性强。
空气能热水器只是将周围空气中的热量转移到水中，完全做到零排放，对环境几乎不产生影响，是真正的环保热水器。