Слънчевите термални системи използват енергията на слънцето за затопляне на вода – директно или чрез пренос на топлина от незамерзваща течност. Обикновено се монтират на незасенчени покриви, ориентирани към юг, и могат значително да намалят разходите за електричество или газ, като използват безплатната слънчева енергия.
Съгласно данните на U.S. Energy Information Administration, слънчевите термални системи се делят на три категории:
В повечето домашни системи вода или специална топлоносна течност се изпомпва през слънчевите колектори, където се затопля. Ако се използва вода, тя се връща в бойлера за смесване с вече затоплената вода. При синтетична топлоносна течност системата е затворена – затоплената течност предава топлината си на водата в резервоара, след което се връща обратно към колектора.
Тъй като слънцето не грее постоянно, повечето системи разполагат с резервно отопление, което се активира, когато температурата на водата в резервоара е недостатъчна. Обикновено това е електрически бойлер, аналогичен на традиционните модели.
Инсталирането на слънчева термална система за жилище обикновено струва между 2 000 $ и 4 500 $ (според Националната лаборатория за възобновяема енергия). Тя може да намали сметките за нагряване на вода с до 80 %. Същевременно, според NREL, такава система може да компенсира от 40 % до 100 % от въглеродните емисии, равни на тези на обикновен автомобил.