نور خورشید به سطح جاذب داخل کلکتور خورشیدی یا منبع ذخیره برخورد کرده و آن را گرم می‌کند. تقریبا 80 درصد اب گرم مصرفی یک خانواده از طریق آبگرمکن‌های خورشیدی تامین می‌شود. بسته به نوع آبگرمکن، یک مایع انتقال حرارت یا آب آشامیدنی واقعی که توسط خانواده مورد استفاده قرار می‌گیرد در میان لوله‌های متصل به جاذب عبور کرده و گرما را از این لوله ها جذب میکند(سیستم هایی با چرخه گردش و انتقال گرما مجزا از مایع انتقال حرارت برای گرمایش آب شرب داخل خانه استفاده می‌کند). آب گرم شده در یک مخزن مجزا ذخیره می‌شود تا در زمان نیاز به مصرف برسد. اگر گرمای بیشتری مورد نیاز باشد، بوسیله برق یا سوخت های فسیلی دیگر در آبگرمکن‌های معمولی تولید می‌شود.

بوسیله کاهش میزان گرمای مورد نیازی که یک آبگرمکن معمولی باید تولید کند، سیستم آبگرم کن خورشیدی مستقیما انرژی تجدیدپذیر را جایگزین انرژی های سنتی می کنند و مصرف برق یا سوخت های فسیلی را برای تولید آب گرم تا 80 درصد کاهش می دهد.

• سیستم های ترموسیفون : این سیستم‌ها آب یا یک مایع انجماد ناپذیر مانند گلیکول را گرم می‌کند. بواسطه انتقال گرمای طبیعی، مایع از کلکتور به داخل مخزن ذخیره که در بالاترین سطح سیستم قرار داده شده است جاری می‌شود. هیچ پمپی در این سیستم مورد نیاز نیست. در سیستم های ترموسیفون، حرکت مایع (سیال ) و بنابراین انتقال حرارت، با افزایش درجه حرارت افزایش می‌یابد. بنابراین این سیستم‌ها در مناطقی با درجه تابش خورشیدی بالا بسیار پربازده می‌باشند.
• سیستم های گردش مستقیم: در این سیستم‌ها در زمان تابش خورشید، پمپ آب را از تانک ذخیره به کلکتورها منتقل می‌کند. بازچرخانی آب در داخل تانک و کلکتور یا تخلیه شب هنگام کلکتورها در فصول سرد انها را برابر برابر یخ زدن حفاظت میکند. چون سیستم بازچرخانی آب خود نیازمند صرف انرژی است و تخلیه آب ساعات استفاده از آبگرم را کاهش می‌دهد، این سیستم ها صرفا در مناطقی که دمای یخ زدگی به ندرت اتفاق می‌افتد اسفاده می‌شوند.
• سیستم های تخلیه از پایین: این سیستم‌ها در واقع سیستم‌های آبگرمکن غیر‌مستقیم هستند. آب طبیعی یا غیر طبیعی لز طریق یک چرخه بسته بازچرخانی می‌شود و گرما از طریق مایع انتقال حرارت به آب آشامیدنی منتقل می‌شود. وقتی که هیچ منبع گرمایی از طرف خورشید در دسترس نباشد، مایع کلکتور بوسیله قدرت گرانش تخلیه می‌شود تا از یخ زدگی مایع داخل کلکتور جلوگیری کند.
• سیستم های آب گرمکن غیر مستقیم: در این سیستم ها، مایع حفاظت شده در برابر یخ زدگی در میان یک چرخه بسته بازچرخانی شده و گرمای آن به واسطه یک مبدل حرارت با بازدهی 80 تا 90 درصد به آب اشامیدنی منتقل می‌شود. مایعاتی که در این روش مورد استفاده قرار می گیرند عموما ضد یخ زدگی بوده و عبارتند از : محلول آب-اتیلن-گلیکول یا محلول آب- پروپلین-گلیکول.
• سیستم های هوا : در این سیستم های غیر مستقیم، کلکتورها هوا را گرم کرده که بوسیله یک فن به مایع انتقال حرارت منتقل می‌شود. بازدهی این مبدل انتقال حرارت حدود 50 درصد می‌باشد.