Основным элементом любой гелиосистемы является солнечный коллектор, в по­глощающей панели или трубах ко­торого происходит преобразова­ние солнечной энергии в тепло­вую. Теплоноситель (обычно неза­мерзающая нетоксичная жид­кость) отбирает полученное тепло и, поступая в теплообменник бака-аккумулятора, передает его воде. Воду используют для горячего водоснабжения или обогрева дома, а охлажденный теплоноситель возвращается в коллектор, и про­цесс повторяется. Так происходит до тех пор, пока солнце не сядет. Современные высокоселективные покрытия позволяют системе ра­ботать, даже если небо затянуто ту­чами.

В наиболее простых однокон­турных системах протекает та во­да, которая затем используется для бытовых нужд. Однако эксплуата­ция таких коллекторов в условиях Украины осложняется рядом при­чин. Во-первых, из-за высокой же­сткости воды их каналы могут сильно засоряться солями, к тому же даже поздней весной или ран­ней осенью возможны минусовые температуры, при которых вода за­мерзает. Поэтому в нашем климате предпочтительнее использовать двухконтурные системы.

Теплоноситель может циркули­ровать в коллекторном круге есте­ственным образом (разогреваясь и устремляясь в верхнюю часть коллектора) или с помощью цир­куляционного насоса, потребляе­мая мощность которого незначи­тельна по сравнению с вырабаты­ваемой тепловой энергией. Систе­мы с естественной циркуляцией теплоносителя широко применя­ются в странах с теплым климатом и большим количеством ясных дней (например, в Турции, Греции, Египте, Израиле). В наших клима­тических условиях более эффек­тивны системы с принудительной циркуляцией.