Aquecimento solar requer quase nenhum transformação de energia, por isso tem uma eficiência muito alta. A energia térmica pode ser armazenado em um líquido, tal como água, ou em um leito acondicionado. Um leito fixo é um recipiente cheio de pequenos objetos que podem conter de calor (tais como pedras) com espaço de ar entre eles. Energia térmica também é muitas vezes armazenados em phasechanger ou unidades de calor de fusão. Estes dispositivos utilizam um produto químico que muda de fase de sólido para líquido, a uma temperatura que pode ser produzido pelo colector solar.
A energia do colector é usado para mudar o produto químico para a sua fase líquida, e é como um resultado armazenado no próprio produto químico. Ele pode ser aproveitado mais tarde, permitindo que o produto químico para reverter para a sua forma sólida. A energia solar é freqüentemente usada em lares residenciais para aquecer a água. Esta é uma aplicação fácil, pois o resultado final desejado (água quente) é a instalação de armazenamento. Um tanque de água quente está cheio com água quente durante o dia, e drenado, se necessário.
Esta aplicação é um simples ajuste dos aquecedores de água de combustíveis fósseis normais. Piscinas são frequentemente aquecida por energia solar. Por vezes o próprio conjunto funciona como a unidade de armazenamento, e por vezes, um leito de enchimento é adicionado para armazenar o calor. Seja ou não um leito compactado é usado, um método de manter o calor da piscina por períodos mais longos do que o normal (tal como uma tampa) é geralmente utilizado para ajudar a manter a água a uma temperatura morna, quando não está em uso.
A energia solar é muitas vezes usado para aquecer directamente uma casa ou edifício. Aquecimento de um edifício requer muito mais energia do que o aquecimento de água de um edifício, de modo painéis muito maiores são necessárias. Geralmente um edifício que é aquecida pela energia solar irá ter a sua água aquecida po