Los calentadores solares domésticos tienen un funcionamiento muy sencillo. El elemento captador de la energía solar es el tubo al vacio, el cual consiste en dos tubos cilíndricos concéntricos y fabricados de un material de cristal de borocilicato de alta resistencia entre los que existen un vacio para evitar la pérdida de calor mediante el aire y la temperatura de la noche. El agua caliente asciende al termotanque donde se almacena hasta su uso, manteniendo la temperatura alcanzada durante toda la noche para usarse en cualquier momento.
El agua caliente es menos densa que la fría por lo cual permite que el efecto termosifón circule el agua dentro del tanque, por lo cual no se requiere de energía ni elemento alguno para su funcionamiento.
Los tubos colectores al vacio tienen la característica de absorber la radiación solar directa y la radiación solar difusa generada en días poco nublados por lo que el sistema es eficiente aun en estos días.
A diferencia de los equipos de panel, el equipo no sufre afecciones por fuertes corrientes de aire, no pierde temperatura por la noche ya que cuenta con alto vacio, y la sustitución de un tubo es muy sencilla y económica, no es necesario cambiar todo el panel.