Sticla de seră captează energia termică în același mod în care atmosfera Pământului menține planeta caldă: prin transformarea undelor de lumină și prin convecția aerului din interiorul serei. Radiația solară ajunge în seră, trece prin sticlă și este absorbită de pământ și de plante. O transformă în energie termică, care nu poate scăpa prin sticlă. Aerul din interiorul serei este menținut cald prin convecție, ceea ce înseamnă pur și simplu că aerul mai cald din apropierea solului se ridică, iar aerul mai rece din apropierea tavanului serii cade. Deoarece sticla păstrează aerul prins în interior, procesul de convecție permite aerului să absoarbă din ce în ce mai multă căldură de fiecare dată când se ridică și coboară.
Soarele oferă trei tipuri de bază de unde luminoase: unde ultraviolete (UV), unde de lumină vizibilă și unde de lumină infraroșie. Fiecare dintre aceste unde luminoase are o lungime de undă relativ scurtă și va trece cu ușurință prin majoritatea tipurilor de sticlă, inclusiv prin sticla de seră. Odată ajunse în seră, undele sunt absorbite de plante și de pământ, unde sunt folosite pentru fotosinteză și transformate în energie termică, sau termică. Deoarece energia termică are o lungime de undă mult mai mare decât undele luminoase, nu poate trece prin sticlă și rămâne prinsă în interior. Acesta este denumit efect de seră; este același proces care menține Pământul cald și face interiorul unei mașini fierbinți într-o zi însorită.
Alături de transformarea undelor luminoase, un alt proces numit convecție ajută la menținerea căldurii în interiorul unei sere. Aerul cel mai apropiat de sol și plante este încălzit de energia termică radiantă; deoarece aerul cald este mai ușor decât aerul rece, se ridică în mod natural. În atmosferă, aerul cald va ajunge în cele din urmă la o înălțime la care va fi din nou răcit. Sticla din seră reține aerul înainte ca acesta să atingă această înălțime și să se răcească complet. Pe măsură ce aerul se ridică și coboară continuu în seră, își menține căldura și se încălzește ușor de fiecare dată.
Termenul „sticlă de seră” se referă în mod obișnuit atât la sticlă adevărată, cât și la materiale plastice din policarbonat, care sunt, de asemenea, folosite pentru a construi sere. Sticla și plasticul transparent funcționează practic în același mod, permițând luminii să treacă, dar prind căldura în interior. Alegerea de a folosi sticlă sau plastic va depinde de tipul de structură care este construită, de suma de bani disponibilă pentru proiect și de durata de timp estimată a structurii. Materialele plastice sunt, în general, mai ușoare și mai puțin costisitoare, dar nu sunt la fel de rezistente la intemperii și în vârstă. Serele din sticlă tind să fie structuri semi-permanente care vor costa mai mult de construit inițial, dar vor rezista mai bine în timp.
Principala diferență dintre sticlă de seră și sticlă obișnuită este tipul de acoperire sau geam aplicat pe aceasta. Sticla de seră este de obicei călită pentru siguranță, ceea ce înseamnă că a fost laminată, similar cu un parbriz de mașină; dacă se rupe, se sfărâmă în bucăți mici, cu margini relativ netede, care sunt mai puțin probabil să se taie decât cioburi mari, zimțate. Sticla călită este foarte recomandată pentru aplicațiile în seră, deoarece sticla va fi instalată deasupra capului și va fi supusă vântului, grindinei și stresului datorat greutății zăpezii în climatele mai reci.
În plus, acest tip de sticlă poate avea aplicată un geam cu emisii reduse. Geamul Low-E este un strat subțire, semi-transparent de metal, care reflectă cea mai mare parte a UV și o parte a luminii infraroșii înapoi în atmosferă, permițând totuși luminii vizibile să pătrundă în seră. Prin blocarea undelor UV mai intense, sticla low-E poate proteja răsadurile fragede de a primi prea multă radiație solară. De asemenea, ajută la menținerea unei temperaturi mai constante în seră prin blocarea unor valuri de infraroșu sau de căldură. Cu o ventilație adecvată, sticla low-E poate ajuta la prevenirea supraîncălzirii serei.