L’element bàsic dels sistemes solars tèrmics és el captador solar. Des dels anys vint s’han anat desenvolupant diversos models de captadors solars per a les aplicacions a baixa temperatura. Els diferents tipus de captadors normalment emprats avui en dia cal distingir-los en funció del fluid que escalfen; trobem, en aquest sentit, captadors solars d’aigua i captadors solars d’aire. Entre els primers, es distingeix fonamentalment entre els captadors plans vitrificats o amb coberta (els més usuals), els captadors plans sense coberta i els captadors solars de buit.

La utilització de captadors plans vitrificats és la més generalitzada, donat que tenen un bon rendiment a temperatures de treball  al voltant dels 50 ºC, sent emprats usualment en l’escalfament de l’aigua calenta sanitària, aigua de piscines i calefacció a baixa temperatura (terra radiant, radiadors sobredimensionats i fan-coils), mentre que els captadors plans sense coberta, més barats però amb rendiments inferiors, es solen utilitzar normalment en l’escalfament d’aigua de piscines. Els captadors de buit tenen un rendiment superior i poden obtenir aigua a alta temperatura, per la qual cosa poden treballar amb els sistemes tradicionals de distribució de calor per a calefacció, com són els radiadors convencionals, alimentats per aigua entre els 80 ºC i els 90 ºC. Quan s’utilitza un sistema de calefacció per aire també es poden utilitzar els  captadors d’aire que emmagatzemen l’energia tèrmica en un acumulador, com ara un jaç de còdols, i la distribueixen posteriorment en forma d’aire calent, però la seva implantació és difícil donades les grans dimensions dels conductes i de l’acumulador tèrmic.

L’eficiència dels captadors està determinada per la seva corba de rendiment, definida per la relació entre el flux energètic que li arriba, en forma de radiació solar, i l’energia útil que es transmet al fluid. Les empreses subministradores faciliten les corbes de rendiment que permeten avaluar la variació de l’eficiència de cada captador, en funció d’unes condicions donades. El rendiment varia en funció de la insolació, la temperatura ambient, la temperatura del fluid i dels materials propis del captador. Com a idea bàsica, però, cal dir que el rendiment disminueix a mesura que augmenta la diferència de temperatura entre el fluid i l’ambient degut a un augment proporcional de les pèrdues.