Η ηλιακή θέρμανση είναι ένα μέσο συλλογής και αποθήκευσης ενέργειας, με τη μορφή θερμότητας, που αξιοποιείται από τον ήλιο. Ένα παθητικό σύστημα ηλιακής θέρμανσης συλλέγει και μεταφέρει παθητικά αυτή την ενέργεια. Οι φεγγίτες και τα θερμοκήπια είναι παραδείγματα παθητικών συστημάτων ηλιακής θέρμανσης επειδή δέχονται παθητικά την ηλιακή θερμότητα αλλά δεν κάνουν τίποτα για να ενισχύσουν ενεργά αυτήν τη διαδικασία. Η ενεργή ηλιακή θέρμανση, από την άλλη πλευρά, ενισχύει ενεργά τη συλλογή, αποθήκευση ή μεταφορά αυτής της ενέργειας. Τα ενεργά συστήματα ηλιακής θέρμανσης χρησιμοποιούν ανεμιστήρες και αντλίες για τη διανομή της συλλεγόμενης θερμότητας.
Οι συλλέκτες σε ένα ενεργό σύστημα ηλιακής θέρμανσης είναι συνήθως κατασκευασμένοι από ηλιακά κύτταρα με βάση το πυρίτιο, γνωστά και ως φωτοβολταϊκά κύτταρα, τα οποία απορροφούν το φως του ήλιου. Οι ηλιακοί συλλέκτες, που αποτελούνται από ηλιακές κυψέλες, εγκαθίστανται συνήθως στην οροφή ενός σπιτιού ή ενός κτιρίου. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των κυψελών ή το μέγεθος των πάνελ, τόσο μεγαλύτερη είναι η ηλιακή ακτινοβολία.
Υπάρχουν δύο γενικοί τύποι ενεργών συστημάτων ηλιακής θέρμανσης. Η διαφορά μεταξύ τους βασίζεται στην ουσία που χρησιμοποιείται για τη συλλογή και μεταφορά της θερμότητας στον ηλιακό συλλέκτη. Αυτή η ουσία είναι συνήθως είτε υγρή είτε αέρας. Τα συστήματα που βασίζονται σε υγρά, επίσης γνωστά ως υδρονικά, χρησιμοποιούν συνήθως νερό ή ένα αντιψυκτικό διάλυμα για τη συλλογή και τη μεταφορά θερμότητας. Τα θερμαντικά σώματα ατμού και ζεστού νερού είναι μια από τις παλαιότερες μορφές υδρονικών συστημάτων θέρμανσης. Τα συστήματα που βασίζονται στον αέρα διατίθενται συνήθως σε μία από τις δύο μορφές – θερμαντήρες δωματίου αέρα ή συλλέκτες διαπνεόμενου αέρα. Και τα δύο θερμαίνουν τα δωμάτια, αλλά το κάνουν με διαφορετικούς μηχανισμούς.
Είτε το ηλιακό σύστημα θέρμανσης χρησιμοποιεί αέρα είτε υγρό, οι συλλέκτες συνήθως εγκαθίστανται στην οροφή ενός κτιρίου ή ενός σπιτιού. Η αποθηκευμένη ενέργεια, ωστόσο, σε συστήματα που βασίζονται σε υγρά στεγάζεται συνήθως στο υπόγειο ή σε κάποια άλλη τοποθεσία χαμηλότερου επιπέδου.
Τα ενεργά συστήματα ηλιακής θέρμανσης μπορούν να συνδεθούν στο γενικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας και σε ορισμένες περιπτώσεις, εάν το σύστημα παράγει πλεονάζουσα ηλιακή ενέργεια πέρα από αυτό που χρειάζεται ένα νοικοκυριό, μπορεί να πουληθεί πίσω στη δημόσια επιχείρηση. Ο στόχος ενός ενεργού συστήματος ηλιακής θέρμανσης είναι να θερμαίνει περίπου το 40-80 τοις εκατό ενός εσωτερικού χώρου. Στην ιδανική περίπτωση, ένα ενεργό ηλιακό σύστημα θα πρέπει να συνδυάζει λειτουργίες—θέρμανση αέρα και νερού—επιτρέποντας έτσι στο σύστημα να λειτουργεί όλο το χρόνο.
Σε άφθονες ηλιόλουστες περιοχές, ένα ενεργό σύστημα ηλιακής θέρμανσης μπορεί να συμπληρώσει σημαντικά τη θερμότητα από ηλεκτρική, προπάνιο ή πετρέλαιο και να μειώσει σημαντικά τους λογαριασμούς θέρμανσης. Αν και το κόστος εγκατάστασης μπορεί να είναι υψηλό, όλο και περισσότεροι κρατικοί φορείς προσφέρουν φορολογικές απαλλαγές, πιστώσεις και εκπτώσεις για να ενθαρρύνουν τα άτομα προς αυτήν την φιλική προς το περιβάλλον επιλογή.