Ο ηλιακός συλλέκτης είναι το βασικότερο στοιχείο του ηλιακού θερμικού συστήματος. Πρόκειται για ένα είδος εναλλάκτη θερμότητας ο οποίος μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε θερμότητα. Ένα μέρος της ενέργειας αυτής χάνεται προς το περιβάλλον ως απώλειες, ενώ το υπόλοιπο μεταφέρεται στον θερμικό φορέα (μέσο) και αποτελεί την εξερχόμενη από τον συλλέκτη χρήσιμη ενέργεια η οποία οδηγείται στη χρήση ή αποθηκεύεται.  

Για τις περιπτώσεις που δεν απαιτούνται υψηλές θερμοκρασίες, όπως για τα συστήματα θέρμανσης νερού χρήσης, χρησιμοποιείται σχεδόν πάντα ο επίπεδος συλλέκτης ο οποίος μπορεί να θερμάνει το νερό μέχρι και περίπου 30°- 40°C πάνω από την θερμοκρασία του περιβάλλοντος.  Εάν υπάρχει αυξημένο φορτίο κυρίως κατά τους χειμερινούς μήνες, όπως στη περίπτωση της υποστήριξης θέρμανσης χώρου, ενδείκνυται η χρήση του επίπεδου επιλεκτικού συλλέκτη. Οι συλλέκτες με σωλήνες κενού μπορούν να επιτύχουν υψηλότερες θερμοκρασίες και ενδείκνυται η χρήση τους όπου αυτές απαιτούνται, ιδιαίτερα για εφαρμογές ηλιακού κλιματισμού.

Οι συλλέκτες κενού μπορεί ακόμα να χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη των αναγκών θέρμανσης χώρου, όταν το σύστημα διανομής είναι κατάλληλο αλλά δεν ενδείκνυται η χρήση τους για ζεστό νερό χρήσης καθώς κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, όπου η ζήτηση είναι μειωμένη και η προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία είναι μέγιστη μπορεί η θερμοκρασία του νερού να αυξηθεί σε επίπεδα της τάξεως των 170-200°C.  Σε κάθε περίπτωση, όταν χρησιμοποιούνται συλλέκτες κενού και δεν υπάρχουν μεγάλα φορτία κατά τους καλοκαιρινούς μήνες είναι απαραίτητη η προστασία του ηλιακού συστήματος από υπερθέρμανση.