Η λειτουργία του ηλιακού θερμοσίφωνα διαφέρει ανάλογα με το είδος του & την κυκλοφορία του νερού. Αν το μπόιλερ βρίσκεται πιο ψηλά από τους συλλέκτες τότε ακολουθείται μία φυσική ροή, όπου το ζεστό νερό πηγαίνει στο μπόιλερ καθώς η ζεστή μάζα του νερού είναι ελαφρύτερη και συνεπώς έχει την τάση να ανεβαίνει πάνω από την κρύα μάζα του νερού οποία είναι βαρύτερη. Εάν το μπόιλερ βρίσκεται χαμηλότερα από τους συλλέκτες χρειάζεται την βοήθεια μια αντλίας (βεβιασμένη κυκλοφορία).Κάθε ηλιακός θερμοσίφωνας αποτελείται από 2 βασικά μέρη. Τον συλλέκτη όπου συλλέγει την ηλιακή ακτινοβολία και το μπόιλερ που αποθηκεύεται το ζεστό νερό.

Συλλέκτης:

Ο ηλιακός συλλέκτης αποτελείται από την απορροφητική πλάκα (η οποία έχει πάντα σκούρο χρώμα), το κρύσταλλο που περιβάλλει την απορροφητική πλάκα και τις σωλήνες στις οποίες ρέει το νερό. Η λειτουργία του βασίζεται ουσιαστικά στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Καθώς οι ακτίνες του ηλίου πέφτουν πάνω στο κρύσταλλο και το διαπερνούν καταλήγουν στην απορροφητική πλάκα όπου λόγω του σκούρου χρώματος της αλλά και του υλικού της θερμαίνεται. Η θερμοκρασία αυτή εγκλωβίζεται ανάμεσα στο κρύσταλλο και διατηρείται (Φαινόμενο του θερμοκηπίου). Έπειτα μεταφέρεται από την πλάκα στις σωλήνες όπου και ζεσταίνουν το νερό όπου αποθηκεύεται στη συνέχεια στο μπόιλερ.

Όσον αφορά τα είδη, το μπόιλερ μπορεί να είναι διπλής ενέργειας, τριπλής ενέργειας, ή μπόιλερ αντλίας θερμότητας καθώς και να είναι ή ανοιχτού ή κλειστού κυκλώματος.

Τα είδη μπόιλερ χωρίζονται σε κατηγορίες: 

A) Ανάλογα με τον τρόπο θέρμανσης του νερού

Μπόιλερ με ανοιχτό ή κλειστό κύκλωμα.

Σε ένα μπόιλερ με ανοιχτό κύκλωμα το νερό χρήσης ρέει μέσα από συλλέκτη, θερμαίνεται απευθείας και γυρνάει για αποθήκευση στο μπόιλερ καθώς και χρήση ενώ στο μπόιλερ με κλειστό κύκλωμα το νερό χρήσης μένει αποθηκευμένο στο μπόιλερ ενώ η ενέργεια (θερμότητα) μεταφέρεται μέσα από ένα κλειστό κύκλωμα στο οποίο υπάρχει άλλο νερό μαζί με αντιψυκτικό που κυκλοφορεί μέσα από το συλλέκτη, ζεσταίνεται και μεταφέρει έτσι έμμεσα τη θερμότητα στο αποθηκευμένο νερό χρήσης. 

B) Ανάλογα με τις πηγές ενέργειας που είναι διαθέσιμες για σύνδεση.

Μπόιλερ διπλής ενέργειας, τριπλής ενέργειας & αντλίας θερμότητας.

Στο μπόιλερ διπλής ενέργειας οι διαθέσιμες πηγές είναι η ηλιακή ενέργεια καθώς και ηλεκτρική ενέργεια. Στο μπόιλερ υπάρχει μια ηλεκτρική αντίσταση χάρη στην οποία δίνεται η δυνατότητα να τεθεί σε λειτουργία ο ηλιακός θερμοσίφωνας χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια και να ζεστάνει το νερό για παράδειγμα κατά τους χειμερινούς μήνες που η ηλιοφάνεια είναι λιγότερη. 

Στο μπόιλερ τριπλής ενέργειας ισχύουν τα παραπάνω καθώς και επιπλέον υπάρχει η δυνατότητα σύνδεσης με την κεντρική θέρμανση του σπιτιού. Στα μπόιλερ αυτά υπάρχει στο εσωτερικό τους μια σερπαντίνα. Στην σερπαντίνα αυτή κυκλοφορεί το ζεστό νερό που παράγεται από τον λέβητα κεντρικής θέρμανσης και θερμαίνει το νερό που υπάρχει στο μπόιλερ.

Μπόιλερ Αντλίας Θερμότητας         

Και στα μπόιλερ αντλίας θερμότητας υπάρχει ως διαθέσιμη πηγή η ηλιακή ενέργεια φυσικά. Αυτό που αλλάζει είναι πως στα μπόιλερ αντλίας θερμότητας χρησιμοποιούνται μεγάλης επιφάνειας σερπαντίνες και υπάρχει ως διαθέσιμη πηγή ενέργειας και η αντλία θερμότητας. Αυτό  απαιτείται καθώς οι αντλίες θερμότητας λειτουργούν σε χαμηλότερη θερμοκρασία σε σχέση με τους λέβητες, ώστε να είναι δυνατή η εναλλαγή ενέργειας και στις χαμηλές αυτές θερμοκρασίες.