余热水暖式暖风系统的工作原理是：以水冷式发动机冷却系统中的冷却液为热源，将冷却液引入车厢内的热交换器中，使鼓风机送来的车厢内空气（内气式）或外部空气（外气式）与热交换器中冷却液的热量进行交换，鼓风机将加热后的空气送入车厢内。
具体的结构及冷却水循环路径如下：暖风水箱是并联在冷却系统中的，当发动机运转时，水泵带动冷却液在发动机中循环，一部分冷却液流经暖风水箱。
在发动机水道与暖风水箱之间，有一个阀门。这个阀门大多是由一个电磁阀控制，只有在开启暖风时才打开，平时是关闭的。它能阻断冷却液的流通路径，不让冷却液进入暖风水箱，可以提升空调制冷装置的制冷效果。有些车型没有此阀门，如果风门关闭不严，就会造成空调不凉的故障。这种情况下可以自己加装一个阀门，手动关闭暖风水箱管路，空调效果就会好很多。
