Τα παθητικά ηλιακά σπίτια είναι σπίτια που έχουν σχεδιαστεί για να εκμεταλλεύονται τη θερμότητα του ήλιου το χειμώνα, θερμαίνοντας αποτελεσματικά το σπίτι χωρίς τη χρήση ηλεκτρισμού ή μηχανικών συσκευών. Ένα παθητικό ηλιακό σπίτι αντανακλά επίσης τη θερμότητα του ήλιου κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Τα σπίτια είναι χτισμένα χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό υλικών που απορροφούν τη θερμότητα και σχέδια δωματίων που προάγουν τη φυσική κίνηση του θερμαινόμενου αέρα. Παράθυρα που βλέπουν στον ήλιο του χειμώνα και προεξοχές που προστατεύουν τα παράθυρα από τον καλοκαιρινό ήλιο είναι πρόσθετα στρατηγικά εργαλεία. Τα σπίτια που έχουν σχεδιαστεί με αυτόν τον τρόπο έχουν χαμηλότερο κόστος θέρμανσης και ψύξης.
Υπάρχουν πέντε κύρια στοιχεία για τα παθητικά ηλιακά σπίτια: συλλέκτες, απορροφητές, θερμικές μάζες, φυσική κατανομή και έλεγχος. Αυτά τα πέντε στοιχεία συνεργάζονται για να συλλέγουν και να αποθηκεύουν θερμότητα από τον ήλιο. Μια απλοποιημένη εξήγηση βοηθά στην κατανόηση των αρχών πίσω από την παθητική ηλιακή κατασκευή.
Το ηλιακό φως εισέρχεται από έναν συλλέκτη, όπως ένα παράθυρο. Το φως του ήλιου χτυπά έναν εσωτερικό τοίχο, τον απορροφητή. Ο απορροφητής μεταφέρει τη θερμότητα, χρησιμοποιώντας αγωγιμότητα, στο υλικό μέσα στον τοίχο. Το υλικό στον τοίχο, η θερμική μάζα, συγκρατεί τη θερμότητα.
Καθώς το σπίτι δροσίζει το βράδυ, η ζεστή θερμική μάζα απελευθερώνει θερμότητα στον ψυχρότερο αέρα. Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμική μάζα, τόσο περισσότερη θερμότητα απελευθερώνεται. Ο ζεστός αέρας ανεβαίνει καθώς ο ψυχρότερος αέρας βυθίζεται. Ένας συνδυασμός αεραγωγών, περσίδων και στοιχείων σχεδίασης βοηθούν στην κίνηση του θερμαινόμενου αέρα και τη διανομή του σε όλο το σπίτι. Τέντες, προεξοχές και επιστρώσεις χαμηλών εκπομπών στα παράθυρα κρατούν το σπίτι δροσερό κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.
Τα παθητικά ηλιακά σπίτια είναι χτισμένα με τα περισσότερα παράθυρα να βλέπουν στον ήλιο του χειμώνα. Οι ντουλάπες και οι αποθηκευτικοί χώροι βρίσκονται στην απέναντι πλευρά για να βοηθήσουν στην προστασία από το κρύο. Τα σπίτια είναι φτιαγμένα με οικοδομικά υλικά που έχουν υψηλή θερμική μάζα. Υλικά υψηλής θερμικής μάζας περιλαμβάνουν τούβλο, πέτρα και σκυρόδεμα. Το νερό είναι ένα εξαιρετικά υψηλής θερμικής μάζας υλικό και ορισμένα παθητικά ηλιακά σπίτια ενσωματώνουν δοχεία νερού μέσα στους τοίχους.
Πολλά δομικά στοιχεία ενσωματώνονται σε παθητικά ηλιακά σπίτια για να αυξήσουν το κέρδος θερμότητας. Οι ηλιόλουστες αίθουσες, ή χώροι ηλιοθεραπείας, είναι χτισμένες στην πλευρά του σπιτιού που δέχεται τον περισσότερο ήλιο. Αυτά τα δωμάτια είναι κατασκευασμένα από γυαλί ή πλαστικό και συλλέγουν μεγάλη ποσότητα θερμότητας κατά τη διάρκεια της ημέρας, η οποία απελευθερώνεται εύκολα στο σπίτι τη νύχτα ανοίγοντας απλώς μια συνδετική πόρτα. Οι τοίχοι Trombe είναι χοντροί εσωτερικοί τοίχοι κατασκευασμένοι από υλικό υψηλής θερμικής μάζας. Αυτοί οι τοίχοι είναι στρατηγικά χτισμένοι στο ηλιακό σπίτι σε τοποθεσίες όπου θα δέχονται μεγάλες ποσότητες ηλιακού φωτός.
Τα παθητικά ηλιακά σπίτια έχουν πολλά πλεονεκτήματα. Έχουν χαμηλότερο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας λόγω μειωμένων απαιτήσεων θέρμανσης και κλιματισμού και έχουν υψηλότερες αξίες μεταπώλησης. Τα σπίτια είναι πιο ήσυχα από τα παραδοσιακά χτισμένα σπίτια λόγω της αυξημένης μόνωσης, των πυκνότερων οικοδομικών υλικών και της απουσίας βουητού από θερμάστρες και κλιματιστικά.