O funcionamento é o seguinte: a luz solar atravessa o vidro externo do tubo e é absorvida por uma camada escura no tubo interno. Essa camada absorve o calor, que então é transferido para a água ou um fluido térmico que circula dentro do tubo. Graças ao isolamento a vácuo, o calor absorvido é retido de forma muito eficaz, aquecendo o fluido a temperaturas elevadas. Esse fluido quente é então bombeado para um reservatório térmico (boiler), onde transfere seu calor para a água que será usada na residência ou estabelecimento.