L'aprofitament tèrmic consisteix en l'absorció de l'energia solar i la seva transformació en calor. Tenim dos tipus d'aprofitament tèrmic:
a) Escalfament directe de locals pel Sol : En hivernacles, habitatges i altres locals, s'aprofita el sol per a escalfar l'ambient. Alguns dissenys arquitectònics busquen aprofitar al màxim aquest efecte i controlar-lo per a poder restringir l'ús de calefacció o d'aire condicionat. Amb aquesta finalitat utilitzarem un disseny adequat que coincideixi amb l'arquitectura tradicional de cada zona. Aquesta és l'anomenada arquitectura bioclimàtica, hereva del saber de l'arquitectura popular. A més, aviat es construiran cases que s'escalfen o es refreden passivament, tot fent servir la llum del sol i principis de disseny arquitectònics. És possible d'aconseguir, amb un consum mínim, edificis confortables i amb oscil·lacions de temperatura molt petites durant l'any, encara que a l'exterior les variacions climàtiques siguin molt marcades. El disseny, l'orientació, el gruix dels murs, la grandària de les finestres, els materials de construcció emprats i el tipus de vidres, són alguns dels elements de l'arquitectura solar passiva
b) Acumulació de la calor solar : Es fa amb panells o estructures especials col·locades en llocs exposats al sol, com les teulades dels habitatges, en els quals s'escalfa algun fluid que s'emmagatzema la calor en dipòsits. S'usa, sobretot, per a escalfar aigua i pot suposar un important estalvi energètic si tenim en compte que en un país desenvolupat més del 5% de l'energia consumida s'usa per a escalfar aigua. Es realitza a partir de col·lectors, superfícies exposades a la radiació que permeten absorbir la seva calor i transmetre-la al fluid.
Els col·lectors plans estan formats per una caixa recoberta de material aïllant la part superior de la qual és de vidre transparent. En el seu interior es situa una placa absorbent de color negre que conté unes conduccions, també pintades de negre, per les quals circula el fluid encarregat d'absorbir la calor.
El funcionament d'aquest dispositiu es basa en el fenomen conegut com a efecte hivernacle: el vidre permet el pas de la radiació solar però impedeix que la radiació emesa per la placa calenta s'escapi cap enfora.
Els col·lectors de concentració estan format per dispositius que concentren la radiació solar sobre una superfície reduïda, una línia o un sol punt.