Die Bauarten von Kollektoren werden in zwei Hauptgruppen, Flachkollektoren und Vakuumkollektoren, eingeteilt.

Das Gehäuse von Flachkollektoren besteht aus einem Kollektorrahmen mit Glasabdeckung, Rückwand und der Wärmedämmung. Die Qualität des Gehäuses ist ausschlaggebend für eine langjährige Funktionssicherheit des Kollektors. Es sollte witterungsbeständig, leicht, schlagfest, verwindungssteif und wasserdicht sein.

An Materialien für Rückwand und Rahmen werden vor allem eloxiertes Aluminium, Edelstahl und glasfaserverstärkter Kunststoff eingesetzt. Da die Gehäuse von Flachkollektoren nicht dampfdicht sind, muss der entstehende Wasserdampf durch ausreichende Lüftungsöffnungen entweichen können. Ansonsten beschlägt die transparente Abdeckung. Diese besteht aus gehärtetem Spezialglas und ermöglicht den Eintrag der Solarstrahlung in den Kollektor. Durch die Glasabdeckung tritt zusätzlich der von Gewächshäusern bekannte Effekt auf, dass die eingestrahlte Wärme nicht frei zurückgestrahlt werden kann, wodurch ein Wärmestau im Gehäuse entsteht. 

Die Wärmedämmschicht im Rahmen und an der Rückseite des Kollektors vermindert dabei die Wärmestrahlung nach außen über diese Konstruktionsteile. Sie besteht meist aus Glas- oder Mineralwolle oder auch aus Schaumstoffen (Hartschaumplatten, Styropor).

Der Absorber bildet das wichtigste Bauteil eines Kollektors. Nach der Bauform unterteilt man zwei Hauptgruppen, die Flächen- und Streifenabsorber. Als Absorbermaterialien werden aufgrund der sehr guten Wärmeleitfähigkeit vorwiegend Aluminium und Kupfer eingesetzt, gelegentlich auch Stahl und Edelstahl.

Mit Hilfe einer speziellen schwarzen Beschichtung des Absorbermaterials soll ein möglichst großer Teil der einfallenden kurzwelligen Solarstrahlung in Wärme umgewandelt werden (absorbiert) und nur wenig von der gewonnenen Energie als langwellige Wärmestrahlung wieder abgeben werden (emittiert).

Neben der Verwendung von Solarlack werden vorwiegend selektive Schichten auf die Absorberfläche aufgebracht. Nach dem Herstellungsverfahren für selektive Schichten unterscheidet man mehrere Beschichtungsarten.

Die Leistungsfähigkeit eines Kollektors wird mit der Wirkungsgradlinie beschrieben. Sie gibt an, welcher Anteil der eingestrahlten Solarenergie (Globalstrahlung) in nutzbare Wärmeenergie umgewandelt wird.

Luftkollektoren können aufgrund ihres ähnlichen Aufbaus als eine Sonderform der Flachkollektoren angesehen werden. Als Wärmeträgermedium wird hier jedoch statt der Solarflüssigkeit Luft verwendet. Sie werden z.B. in der Landwirtschaft zur Trocknung von Agrarprodukten eingesetzt oder auch zur Luftvorwärmung bei der Beheizung großer Hallen. Ein entsprechendes Beispiel ist an einer Sporthalle in Ilmenau zu finden.

Vakuumröhrenkollektoren

Beim Vakuumröhrenkollektor besteht das Gehäuse aus einer evakuierten Glasröhre. Da der annähernd luftleere Raum (Vakuum) ein sehr schlechter Wärmeleiter ist, können die Wärmeverluste im Vergleich zum Flachkollektor deutlich reduziert werden. Dies führt zu einer Steigerung des Wirkungsgrades um bis zu 30 % gegenüber Flachkollektoren. Der Quadratmeterpreis liegt jedoch ca. doppelt so hoch wie beim Flachkollektor.

Folgende Konstruktionsarten werden unterschieden:

Heat-Pipe-Kollektoren
Im Absorber befinden sich eine schon bei geringen Temperaturen verdampfende Flüssigkeit. Der Dampf steigt nach oben und gibt dort seine Energie über einen Wärmetauscher an die Solarflüssigkeit ab, kondensiert und fällt in den Absorber zurück. Die Kollektoren erfordern einen bestimmten Neigungswinkel.

Direkt durchströmte Kollektoren
Hier wird die Solarflüssigkeit wie beim Flachkollektor direkt durch den Kollektor gepumpt. Sie können somit auch liegend montiert werden.
Eine spezielle Bauform bildet der sogenannte Thermoskannenkollektor. Hierbei befindet sich das Wärmeleitblech mit Vor- und Rücklaufrohr nicht im Vakuum, sondern in einer evakuierten Doppelglasröhre im normalen Luftdruckbereich. Die Selektivbeschichtung ist witterungsgeschützt auf der inneren Glasröhre angebracht. Die erzeugte Wärme wird auf das Wärmeleitblech übertragen.

Schwimmbadabsorber

Die Erwärmung von Schwimmbädern kann durch einfach aufgebaute solarthermische Anlagen unterstützt werden, die im wesentlichen aus Kollektor, Pumpe und Regelung bestehen. Man greift hier auf Kunststoffabsorber zurück, die lediglich aus einer Vielzahl schwarzer, dünnwandiger Schläuche aufgebaut sind. Da der Kunststoff unempfindlich gegen Witterungseinflüsse ist, und kein hohes Temperaturniveau gehalten werden muss, werden sie ohne eine weitere Einhausung großflächig verlegt. Diese preisgünstige Lösung ist leider nicht für Solaranlagen zur Brauchwassererwärmung geeignet, da der Kunststoff bei den hier auftretenden hohen Temperaturen schnell altern würde, nicht über ausreichende Druckbeständigkeit verfügt und eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Beschichtungsarten von Absorbern

• Galvanische Beschichtung
  Hier wird durch ein elektrolytisches Verfahren eine hauchdünne Schicht entweder aus Schwarznickelpigmenten auf Aluminium oder aus Schwarzchrompigmenten auf eine nickelbeschichtete Kupferplatte aufgetragen.

• Aufdampfen (Tinox)
  In einer Vakuumkammer wird bei ca. 400°C Titan verdampft, das sich durch kontrollierte Zugabe von Sauerstoff und Stickstoff zu Titanoxidnitrid verbindet und auf einem durchlaufenden Kupferband absetzt. Zum Schutz wird es mit einer Quarzschicht abgedeckt.

• Sputtering
  Hier werden metallische Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung auf ein Metallsubstrat (meist Kupfer) aufgebracht, allerdings nicht durch verdampfen, sondern durch eine spezielle Abscheidung von Metallionen.