空气能热水器的整个系统是由热泵主机、水箱、电磁阀、循环泵和管网构成，无论分体直热式还是循环式，其工作原理都大同小异。区别在水系统这一块，水系统工作情况的不同，直接决定了分体直热式和循环式的不同，继而影响到整体的运行效果。
空气能热水器分体直热式
（一）从结构上看：空气能分体直热式热泵冷水直接进主机，因为自来水本身有压力，故无需水泵，而循环式热泵冷水进水箱，整箱水进行循环，故需水泵且水泵功率较大，系统费电。在实际安装过程中，为了保证用户迅速洗到热水且热水温度波动较小，循环式热泵往往需要再加辅助水箱，二个水箱之间又需水泵，系统更复杂更费电。
（二）从系统运行工况上看：当进水温度<45℃的时候，分体直热式和循环式热泵具有相似的工况和能效，当进水温度高于45℃的时候，二者的工况则完全不同。
①分体直热式机组进水温度低而出水温度高：两者通常在15℃~60℃。而循环式机组初工作时，进水温度也可能是15℃，但随着一次次的拉循环，进水温度不断提高，随着温度的递增，循环式热水机组对应的冷凝温度也迅速增加。
②分体直热式的高温冷媒从压缩机排除后，总是和15℃的水进行热交换，交换的结果是：冷媒的温度降低为40℃，而循环式则不同，循环式的高温冷媒一开始也和15℃的水进行热交换，但随着自己的做功，发生热交换的水温越来越高，冷媒的热交换效率出现下降，特别是水温升高到50℃时，对应的冷凝温度高达75℃，冷媒经过热交换后温度仍然很高，少也有60℃，冷媒放热的值明显不够。