對於空氣源熱泵而言，除了具有種種優點之外，仍存在很多不足及有待解決的問題。空氣源熱泵的性能受室外氣候條件變化影響較大，隨著室外環境的惡化而惡化。
眾所周知，空氣源熱泵機組樣本(或銘牌)上給出的冬季制熱量能效比（不加說明），一般指標準工況（名義工況）下的制熱量、能效比（幹球溫度7℃，濕球溫度6℃，）冷熱水熱泵機組名義工況的最低製冷性能係數額定製冷量＞50kW，COP不應低於2.6。
標準工況能效比測試數據：1、以上熱水工況參數在環境溫度20℃，水溫從15℃升到55℃測定。2、製冷工況參數在進水溫度12℃，出水溫度7℃，室外環境溫度35℃測定。3、制熱工況參數在進水溫度40℃，出水溫度45℃，室外（環境溫度）幹球溫度7℃測定。
因此，在夏熱冬冷地區，由於低溫熱泵冬季供熱時的室外空氣溫度最低可達-20℃，但現有空氣源熱泵機組樣本(或銘牌)上給出的冬季制熱量幹球溫度7℃，濕球溫度6℃。冬季當環境溫度低於-10℃，在實際運行時，空氣源熱泵機組冬季運行制熱量存在衰減，引起空氣源熱泵機組冬季運行制熱量衰減現象的原因有兩個：
1、當室外溫度低於7℃時，一方面室外側換熱器表面結霜會增大換熱熱阻，減小單位時間內的換熱量；另一方面，為了除去盤管上的霜層，機組不得不作周期性的短暫換向運行，由制熱工況改為製冷工況。這必然導致機組實際制熱運行時間的減少，從而影響向室內提供的熱量。這一部分熱量衰減得比較有限，大致為5%～7%，而且機組多在空氣溫度-5～7℃時出現結霜。隨著室外溫度的降低，由於空氣中含濕量的減小，結霜的機率不增反降。
2、簡單的說，由於室外溫度的降低，空氣源熱泵熱水機組工作時吸取的是室外空氣中的熱量，提升後把它傳遞給用戶側的水，顯而易見，氣溫越低，越不容易吸取和提升，效率就越低。直接導致熱泵機組制熱量的降低。
如何確保空氣源熱泵機組冬季低溫下的效率問題：
1、實際上制熱量能效比是隨幹球溫度、濕球溫度變化的。如果選擇空氣源熱泵機組單台制熱量時，應參照當地的冬季氣象資料，查當地冬季空調室外計算幹球溫度相適應制熱量，並計算出能效比，避免由於冬季低溫下的效率達不到制熱量效果。
2、空氣源熱泵結霜、化霜問題的研究。由於空氣源熱泵冬季採用空氣作為熱源，所以，隨著室外溫度的降低，其蒸發溫度也隨之降低，蒸發器表面溫度隨之下降，甚至低於0℃。此時，當室外空氣在流經蒸發器被冷卻時，其所含的水分就會析出並依附於蒸發器表面形成霜層，結霜對熱泵是極其不利的。隨著霜層的形成，蒸發器傳熱熱阻增加，蒸發溫度下降，機組的性能下降，工況惡化，制熱量也將下降，這將嚴重影響壓縮機以及熱泵整體的性能，同時，除霜帶來的額外費用還將降低空氣源熱泵的經濟性，這也就是為什麼空氣源熱泵在寒冷、潮濕地區的應用受到限制的原因。所以說，除霜機理、化霜方法一直是空氣源熱泵研究與應用中要解決的重點與難點。
另外，如何對機組本身進行優化設計，減少結霜，如何採用更好的除霜方式來提高空氣源熱泵的運行效率，節約機組的費用，這些都仍值得探討。