蓄熱材料主要包括相變儲熱材料、顯熱儲熱材料等。利用相變材料的固-液或固-固相變潛熱來儲存熱能的潛熱蓄熱技術,因具有蓄熱密度大、儲熱過程近似等溫、過程易控制等優點而成為目前實際發展潛力、應用最多和最重要的蓄熱方式。許多物質作為潛在的相變儲熱材料(PCM)已經被研究過,但只有部分物質實現了工業化生產,其中制冷與低溫范圍的技術與產品相對比較成熟,很多已實現商品化。
保溫水箱
儲存熱水的容器。通過集熱管采集的熱水必須通過保溫水箱儲存，防止熱量損失。太陽能熱水器的容量是指熱水器中可以使用的水容量，不包括真空管中不能使用的容量。對承壓式太陽能熱水器，其容量指可發生熱交換的介質容量。
太陽能熱水器保溫水箱由內膽、保溫層、水箱外殼三部分組成。
水箱內膽是儲存熱水的重要部分，其用材料強度和耐腐蝕性至關重要。市場上有不銹鋼、搪瓷等材質。保溫層保溫材料的好壞直接關系著保溫效果，在寒冷季節尤其重要。較好的保溫方式是聚氨脂整體發泡工藝保溫。外殼一般為彩鋼板、鍍鋁鋅板或不銹鋼板。
保溫水箱要求保溫效果好，耐腐蝕，水質清潔。
吸熱過程
真空管式熱水器的吸熱時，太陽輻射透過真空管的外管，被集熱鍍膜吸收后沿內管壁傳遞到管內的水。管內的水吸熱后溫度升高，比重減小而上升，形成一個向上的動力，構成一個熱虹吸系統。隨著熱水的不斷上移并儲存在儲水箱上部，同時溫度較低的水沿管的另一側不斷補充如此循環往復，最終整箱水都升高至一定的溫度。
平板式熱水器，一般為分體式熱水器，介質則在集熱板內因熱虹吸自然循環，將太陽輻射在集熱板的熱量及時傳送到水箱內，水箱內通過熱交換（夾套或盤管）將熱量傳送給冷水。介質也可通過泵循環實現熱量傳遞。
循環管路
家用太陽能熱水器通常按自然循環方式工作，沒有外在的動力。真空管式太陽能熱水器為直插式結構，熱水通過重力作用提供動力。平板式太陽能熱水器通過自來水的壓力（稱為頂水）提供動力。而太陽能集中供熱系統均采用泵循環。由于太陽能熱水器集熱面積不大，考慮到熱能損失，一般不采用管道循環。