Oro šaltinio šilumos siurbliai veikia atvirkštinio Carnot ciklo principu. Jie naudoja kompresorių sistemą, kad sugertų šilumą iš oro ir gamintų karštą vandenį. Tiksliau, kompresorius suspaudžia šaltnešį; šildomas šaltnešis praeina per kondensatorių vandens bakelyje ir gamina karštą vandenį. Pasikeitus šilumai, šaltnešis grįžta į kompresorių kitam ciklui. Šio proceso metu šilumą iš oro sugeria garintuvas ir perduoda šaltnešiui, kuris vėliau perkeliamas į vandenį, kad susidarytų karštas vanduo. Šie naujos kartos vandens šildytuvai, šildantys orą naudojant kompresorių, vadinami oro šilumos siurblio vandens šildytuvu. Paprasčiau tariant, lauko blokas suspaudžia orą kaip oro siurblys, padidindamas jo temperatūrą. Tada ši šiluma per -17 laipsnių verdantį skystį nuleidžiama į vidaus vandens rezervuarą ir galiausiai išleidžiama į vandenį.
Šilumos siurblio šildymo principas yra priešingas oro kondicionieriaus veikimo principui{0}}nacionalinis vėsinimo standartas yra 1 000 vatų, o elektrinio aušinimo – 2 800 vatų. Remiantis šilumos balanso principu, vienu metu sukuriama ne mažiau kaip 2800 vatų šilumos. Įvedant 1000 vatų elektros, faktiškai pagaminama šiluma yra nuo 3000 iki 4000 vatų. Tada ši šiluma perduodama į izoliuotą vandens rezervuarą, o jo energijos suvartojimas yra tik ketvirtadalis elektrinio vandens šildytuvo energijos (net jei elektrinio vandens šildytuvo šiluminis efektyvumas yra 100 %, jis generuos tik 1 000 vatų šilumos su 1 000 vatų elektros įvadu).