太陽能熱水器是利用冷沉熱浮原理，將光能轉化為熱能，已達到給熱水加熱的整套裝置。通常由太陽能集熱器、儲水箱、支架、連接器、控制器組成，必要時還可以增加輔助熱源。

太陽能熱水器是一個光熱轉換器，真空管是太陽能熱水器的核心，他的結構如同一個拉長的暖瓶膽，內外層之間為真空。在內玻璃管的表面上利用特種工藝涂有光譜選擇性吸收涂層，用來最大限度的吸收太陽輻射能。經陽光照射，光子撞擊涂層，太陽能轉化成熱能，水從涂層外吸熱，水溫升高，密度減小，熱水向上運動，而比重大的冷水下降。熱水始終位于上部，即水箱中。太陽能熱水器中熱水的升溫情況與外界溫度關系不大，主要取決于光照。當打開廚房或洗浴間的任何一個水龍頭時，熱水器內的熱水便依靠自然落差流出，落差越大，水壓越高。