I sistemi solari a circolazione naturale sono sistemi a circuiti chiuso, che funzionano a scambio indiretto e, non avendo pompe e componenti elettronici, necessitano di minima manutenzione. Nei tubi del collettore solare passa un fluido (glicole propilenico) che, esposto alle radiazioni solari, si scalda, diviene più leggero (si riduce la sua densità) e sale per convenzione (effetto termosifone) verso il serbatoio.
Il fluido, attraverso un'intercapedine del serbatoio, cede il calore all'acqua in esso contenuta, che confluisce nel circuito sanitario dell'utenza. Il glicole propilenico è atossico e, chiuso in un circuito sigillato, protegge tutto l'impianto dal rischio di congelamento.

Un sistema solare "forzato" per la produzione di acqua calda è composto da collettori vetrati che possono essere integrati o posati sulla copertura del tetto, oppure installati su un piano orizzontale (terrazza o giardino) con un opportuno traliccio.
Un serbatoio (denominato "boiler solare", accumulatore o scaldacqua) che, installato nell'edificio (solitamente nel locale caldaia), è dotato di un sistema di riscaldamento ausiliario (termico o elettrico).
Un circuito idraulico, comprendente le tubazioni, la pompa di circolazione, le valvole, il vaso di espansione (per contenere la dilatazione dell'acqua quando sale la temperatura).
Un sistema di regolazione elettronico. L'irraggiamento solare che attraversa il vetro di copertura raggiunge l'assorbitore e viene trasformato in calore.
Questo calore è quindi trasportato dai collettori al serbatoio tramite un circuito riempito di acqua glicolata (per evitare il gelo in caso di temperature rigide e assenza di sole). II sistema di regolazione elettronico ha il compito di confrontare la temperatura nell'accumulatore (T1) con quella dei collettori (T2). Se T2 e maggiore di T1, la pompa di circolazione viene avviata. II fluido termovettore, passando attraverso delle tubazioni isolate termicamente, arriva all'accumulatore, nel quale è presente uno scambiatore che consente il trasferimento del calore dal fluido all'acqua contenuta nel serbatoio.
Se l'apporto energetico proveniente dal circuito solare e insufficiente (cattivo tempo), oppure si verifica un elevato consumo di acqua calda, la temperatura nella parte superiore dell'accumulatore scende sotto un certo livello e allora la centralina elettronica comanda l'inserimento del sistema di riscaldamento ausiliario.
Questo può essere termico (di solito gas, gasolio o legna) oppure elettrico (resistenza elettrica, privilegiata nei mesi estivi). I sistemi solari forzati sono caratterizzati da un flusso molto debole di acqua attraverso i collettori (principio "low-flow") e da un eccellente effetto di stratificazione (distribuzione verticale della temperatura) nell'accumulatore, cosa che migliora in modo sensibile il rendimento globale dell'impianto.