通过手动或自动上水系统给保温水箱上水，保温水箱通过排气口与大气相通，上水时通过排气口向外排气，放水时通过排气口向内进气，使水箱内的气压始终与外界平衡，水上满后通过水箱溢流管发信号关断进水阀。真空管经太阳辐射，管内壁选择性吸收涂层吸收太阳能与管内的水进行热交换，使管内的水温上升，密度减少，与水箱内的水产生了密度差，形成热虹吸压头，水箱内的水在不借助外力的情况下自动完成循环，从而实现加热的过程。太阳能热水器就是吸收太阳的辐射热能，加热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。它是我国太阳能热利用中最为成熟和最为先进的产品。
为百姓提供环保、安全、节能、卫生的新型热水器产品。最常见的太阳能热水器有三种：闷晒式太阳能热水器、平板式太阳能热水器和真空管太阳能热水器。闷晒式太阳热水器的集热器和水箱合为一体。结构简单、价格低廉。但是保温差，不能过夜使用，冬季更不能使用。平板式太阳能热水器由平板太阳集热器、蓄水箱、循环管、支架组成。吸热体有铜铝复合管板式、全铜管板式、不锈钢冲压成型焊接而成的扁盒式等结构型式。北方地区除冬季无法使用外，其他季节都可使用。真空管太阳能热水器由真空集热管、水箱、支架、管件、控制装置等组成。真空集热管吸收阳光照射将其转化为热能加热管中的水，利用冷水下沉热水上浮的原理，从而使热水循环至水箱。
水箱可以保温并可供数小时后使用热水。由于整体保温好，再加上辅助能源加热，此类热水器四季皆宜。太阳能热水器由于长年裸露在室外，对水箱和支架的选材提出了严酷的考验，必须耐腐蚀、耐寒耐热、不易生锈等，所以，它的选材有的是不锈钢，有的是铝合金。由于南方与北方太阳照射不同，以多吸收阳光照射为设计原则，支架与地面设计的角度也不一样。