Le capteur solaire thermique permet de récupérer la chaleur du rayonnement solaire au sein d'un fluide, parfois de l'air, le plus souvent un fluide caloporteur. Les applications les plus courantes utilisant le solaire thermique est le chauffage de l'eau domestique.
Le capteur est connecté à une cuve de stockage d'eau chaude qui réparti ensuite l'eau directement aux robinets ou dans les radiateurs. La circulation de l'eau peut se faire par thermosiphon (le moins onéreux mais seulement applicable dans les régions à climat tempéré) ou par circulation forcée (pour les régions plus froides).
Un capteur solaire plan est composé des éléments suivants :
- le corps opaque qui absorbe le rayonnement solaire en s'échauffant,
- un système de refroidissement par le fluide caloporteur,
- un isolant thermique (dos et côtés non exposés),
- une couverture transparente (face avant, exposée au rayonnement) qui assure l'effet de serre,
- subsidiairement un coffrage étanche à l'eau et un système de support mécanique de l'ensemble.