光熱利用：它是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。太陽能發電：未來太陽能的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式主要有兩種：
①光—熱—電轉換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽，然后由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光—熱轉換，后一過程為熱—電轉換。
②光—電轉換。其基本原理是利用光生伏應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基本裝置是太陽能電池。
光化利用：這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。
光生物利用：通過植物的光合作用來實現將太陽能轉換成為生物質的過程。主要有速生植物（如薪炭林）、油料作物和巨型海藻。
在太陽能熱利用方面,大多數分散的集熱器與蓄熱器之間的距離相對較遠,因此導熱系統仍是不可或缺的。導熱材料主要有導熱流材料和導熱流管道材料,另外蓄熱材料在液相或氣相狀態下也可作為導熱流材料。國際研究傾向于在蓄熱和導熱過程中采用相同的材料,以降低熱交換系統的復雜程度,從而達到降低系統成本的目的。未來的重點是新型熱傳導媒質的研發如離子流體,以及新型熱循環管道材料如金屬化塑膠管等。
溫差控制集熱循環
太陽能熱水地暖系統中有集熱器溫測器和水溫感應器，集熱系統吸收太陽能輻射后，集熱管溫度上升，當集熱器溫度和水箱溫度水溫差△t設定值時，檢測系統發出指令，循環泵將中央熱水器中的冷水輸入集熱器中，水被加熱后再回到水箱中，使水箱內的水達到設定的溫度。
地暖管道循環系統
增加一臺熱水循環泵，通過控制器控制地暖管道循環。當水溫達到設定溫度時，自動啟動地暖循環泵，使高溫水通過地暖盤管在室內循環，從而使室內溫度不斷提高。當水箱水溫低于某一設定值時，自動停止地暖管道循環泵。