太阳能热水器最基本的原理是利用集热板收集太阳辐射能，加热冷水，使热水向上流动至上方储热水桶中，再透过热虹吸效应及比重梯度使冷水向下流动补充，形成循环。呼市太阳能热水系统

在太阳能热水器日照加热过程中，冷水(比重大)往下，热水(比重小)往上，形成循环水流。然后，再藉由热对流把传至水管管壁的能量传送给流经管内的液体，完成加热水温的工作。发生在流体和固体表面间的热传机制，称为热对流，其中包含了流体的能量储存、热传导、流体分子间的混合运动3种现象。热对流量正比于温差，对流的结果取决于对流热传系数，或称薄膜热传系数的大小，这又和流体种类、接触面的几何形式、表面状态、流速和流动状态(稳或紊态)等因素有关。流经附设于集热板上集水管路中的水，经所吸收太阳能加热后产生一个温度梯度，位置愈高，温度也愈高。反映在管内流水的密度上，就是形成一个随着位置上升而下降的比重梯度，导致较热的水(比重较小)经集水管路往置放在集热板上方的储热桶流动。而储热水桶内，也因水温差异形成比重梯度，底部较低温、较冷(密度较大)的水往下经输送管路流至集热器底部，形成一连续加热的自然循环模式，这模式称为「自然循环太阳能热水器」。

若储热水桶的位置并非在集热器的上方，则须辅以帮浦加压，形成上述的循环加热系统，这方式称为「强制循环太阳能热水器」。通常这种热水器的集水管内水流速较快，因而集热效率较佳，且可顺应特殊屋顶环境或安装大型系统，但较耗电(帮浦需用电)。此外，因其管路长期处于加压状态，转接处或和集热器接缝处较可能漏水。发生在太阳能热水器上的热传机制，包含了所有的热传模式：热辐射、热传导和热对流。一般而言，集热板是选择较高热传导系数的物质，如铜、铝等金属，做为基板，并在上方涂装一层具高热辐射吸收率材质的近黑色薄膜，以利太阳热能的吸收。通常太阳能热水器都安装在室外空旷处(避免遮荫降低阳光的照射量)，为降低升温后的集热板因室外刮风所引起的热对流散热水冷水帮浦

强制循环方式与自然循环方式不同的地方，在于它利用帮浦把冷水加压输送进入集热器中，因此储热水桶可充分配合安装位置的建物形态放置。一般报导失，一般市售的太阳能热水器会在集热板外加设一个外罩，上覆一片高透光性(即高辐射透射率)的玻璃。太阳能热水器知多少国内目前每年新装的太阳能热水器在26,000套以上，市场上销售的太阳能热水器可分为4 种。面 盖 式 平 板 太 阳 能 热 水器 利用表面漆成黑色的金属板吸收太阳辐射，并在金属板下面焊上集水管，把集热板所吸收的热量传至管内的冷水。其次，由于集热板直接暴露在大气中，为减少热量的散失，在集热板底面包覆隔热材料，并在框架上方覆以玻璃面盖，既不妨碍阳光入射，又可减少集热板表面的热对流损失。面盖式太阳能热水器是我国目前安装的主要形式，以安装件数计，约占全国总安装量的93%以上。呼和浩特太阳能热水