热泵热水器是一种新型高效率节能热水器，其原理来源于十九世纪逆卡诺循环论文：制冷剂工质在压缩机的作用下，把低温低压气体压缩成为高温高压气体。高温高压气体进入冷凝器被冷却成为液体，从而释放出大量的热，冷水吸收其热量而温度不断上升并成为热水。制冷剂工质通过冷凝器后，再进入储液罐、过滤器、膨胀阀，然后到蒸发器中蒸发，吸收环境中的能量，最后进入压缩机。如此不断循环加热，可以使水温不断上升。
系统设计安装科学合理，以人为本的调节、操作程序简单、明确的维护、可靠运行的效果，顺其自然的让用户接受。供热系统充分利用太阳热水，在日照不足时适量使用电能做补充，电加热是在临界点(人为设置)进行自动切合的。在用尽太阳能热水时，保温箱内水温低于设定温度值时，电加热开始工作。用多少水加热多少水，不用不加热。(不使用时水箱内水温回升到设定温度值，电加热自行切断电源)达到节约常规能源的目的，减少了运行费用。
自然循环系统是利用传热工质内部的温度梯度产生的密度差所形成的自然对流进行循环的热水。其结构简单不需要附加压力。但为保证热虹吸压头，储水箱应置于集热器上方。 这是一种比较常见，普遍采用的一种太阳能热水系统。其优点是系统结构简单，运行安全可靠，不需要辅助能源，管理方便。其缺点是贮热水箱必须置于集热器的上方才可进行热量交换。大型太阳能热水系统不适宜采用这种自然循环方式。大型系统中要将储热水箱置于集热器上方，在建筑布置和荷重设计上都会带来很多问题。