太阳能热水器将太阳光能转化为热能，将低温水加热至高温，满足人们生产热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管太阳能热水器和平板太阳能热水器，目前以真空管太阳能热水器为主，在国内市场占有率达95%。真空管式太阳能热水器由集热管、储水箱及相关配件组成，将太阳能转化为热能主要依靠集热管，集热管利用热水上浮、冷水下沉的原理，使水形成微循环，达到所需热水。
【1】吸热过程
太阳辐射能透过真空管外管被集热涂层吸收后沿内管壁传递给管内的水。管内的水吸热后温度升高，比重减小上升，形成上升的势头，形成热虹吸系统。这样热水就不断地向上移动，储存在储水箱的上部，而温度较低的水则沿管子另一侧不断地补水循环，最终使整箱的水升温到一定的温度。和平板热水器一样，对于分体热水器来说，集热板中的介质由于热虹吸的自然循环，将集热板中太阳辐射的热量实时地传递到水箱中，水箱通过热交换器（夹套或盘管）将热量传递给冷水。介质也可以通过泵进行循环，实现热量传递。
【2】循环管道
家用太阳能热水器通常采用自然循环方式，不需外接动力。真空管太阳能热水器为直列结构，热水靠重力提供动力。平板太阳能热水器通过自来水压力（称为顶水）提供动力。而太阳能集中供热系统均采用泵循环。由于太阳能热水器集热面积小，考虑到热量损失，一般不采用管道循环。
【3】顶水式使用过程
平板太阳能热水器为顶水方式，真空管太阳能热水器也可实行顶水方式，水箱可采用夹套方式或盘管方式。顶水方式的优点是供水压力为自来水压力，大于自然重力压力，尤其在安装高度不高时效果更佳，而且其特点是使用过程中水温先高后低，便于掌握，用户容易适应，但需自来水保持供水能力。顶水方式的太阳能热水器比重力热水器造价大，价格高。
