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通俗点来说，就是燃气点火燃烧，加热换热器，换热器将热量传导至水流，直接出热水，可以做到即开即用。但是，热水温度受水流速度、水压大小、换热效率、燃气流量等多个因素影响，所以对燃气热水器来说，恒定水温需要精确的控制才能实现，普通老式燃气热水器的恒温效果不够理想。
这也是很多使用老式燃气热水器用户所诟病的点，只要家里的水压不稳，就很有可能导致出现热水水温不恒定的问题。不过随着技术发展，现在的恒温燃气热水器越来越常见，包括海尔的恒温系列燃气热水器，已经能够把水温稳定在0.5℃的范围内增减，人体在使用过程中不会感受到温度的变化。因为技术要求的原因，燃气热水器的价格普遍要比电热水器高一些。
同时，燃气热水器内有燃气燃烧和排烟的过程，燃烧的高温、废气和对氧气的消耗都可能成为危险源，所以燃气热水器在这方面需要更为复杂可靠的设计，还要有熄火保护、水过压保护、防干烧保护、一氧化碳保护、防冻保护等多种保护功能。燃烧排烟的过程，从最初的直排式和烟道式，发展成为今天的强制排气式和强制给排气式，两者都是通过风机直接将废气排出室外，安全性相对已经较高。
燃气热水器的换热器一般使用铜（无氧铜）制或者铝（铝合金）制，铜制换热器效率高，效果更好，价格偏高，铝制成本低，价格便宜。