L'applicazione più collaudata dei pannelli solari è al riscaldamento dell'acqua, in genere applicato all'acqua sanitaria. Però esistono numerosi altri ambiti di applicazione interessanti, fra i quali il riscaldamento e il condizionamento (in genere in integra/ione ad impianti convenzionali).
Una piscina richiede un riscaldamento a bassa temperatura che garantisca un'oscillazione della temperatura entro i 24 e i 27 °C, pertanto molto ben compatibile con l'efficienza dei sistemi solari. È sufficiente un tipo di impianto molto semplice, senza serbatoio di accumulo (che è sostituito dalla piscina stessa), con pannelli solari o più comunemente con collettori simile ai banali tubi di plastica.

I collettori utilizzati per scaldare le piscine possono essere:

• pannelli rigidi neri in polipropilene;
• pannelli con tubi incorporati, con supporto in rame o
alluminio e tubi per l'acqua in rame;
• strati in gomma EPDM (etilene polipropilene dienne
monomero);
• tubi neri in plastica ABS.

Normalmente la pompa per il filtraggio è sufficiente per spingere l'acqua anche ai tubi o al pannello (in caso contrario si affianca una seconda pompa): l'acqua filtrata viene indotta a passare per i tubi ove si scalda e poi ritorna alla piscina. Il sistema può essere o meno integrato con una caldaia tradizionale. Quando la pompa viene disattivata l'acqua nei tubi viene scaricata nella piscina in modo da proteggere l'impianto dal gelo. Il riscaldamento delle piscine è di difficile dimensionamento per i molti elementi climatici che ne possono variare la resa. In generale è richiesta una superficie di collettori pari a quasi la metà della superficie della piscina da scaldare.
I sistemi attivi per riscaldare gli ambienti utilizzano collettori solari ad aria o a liquido e altre strutture fisse per distribuire il calore, che richiedono piccole quantità di energia elettrica e controlli.
Sistemi ad aria I sistemi ad aria sono costituiti da collettori, ventole, una rete di condotti e possono riscaldare l'aria in una casa senza bisogno di altri sistemi per l'accumulo termico o di scambiatori di calore.

I sistemi a liquido sono invece costituiti da collettori, serbatoi, pompe, tubature, scambiatori di calore (in sistemi a ciclo chiuso): se l'edificio possiede un sistema di riscaldamento ad aria, è necessario uno scambiatore di calore per trasferire all'aria il calore dal liquido riscaldato dal sistema solare. Qualora si vogliano utilizzare pannelli solari per riscaldare gli ambienti va considerato che gli impianti sono molto più complessi e richiedono superfici più grandi che non quelli per scaldare l'acqua sanitaria; in genere si ottengono risultati migliori abbinando la predisposizione di pareti solari.
Bisogna ricordare che per avere garanzie di efficienza sono necessarie tecniche adeguate di progettazione, installazione e manutenzione. Gli impianti solari per il riscaldamento danno la massima resa se dimensionati per coprire circa il 50% della richiesta energetica, ma vanno sempre abbinati a un sistema ausiliario (che normalmente utilizza la stessa rete di condotti) capace di coprire il 100% del fabbisogno in caso di tempo nuvoloso. Va infine chiarito che la convenienza di questi impianti è legata all'utilizzo di sistemi di riscaldamento radiante a bassa temperatura, che utilizzano acqua a 38-55 °C, cioè in un intervallo che consente le migliori rese dei sistemi solari.