吸收太阳能：真空集热管的外层是透明玻璃管，允许太阳光（短波辐射）最大限度地穿透。内层玻璃管外壁覆盖有选择性吸收涂层，该涂层能高效吸收太阳光并将其转化为热能。

形成真空隔热，减少热损失：这是其最关键的技术和名称由来。内外玻璃管之间被抽成高真空，这几乎消除了对流和传导这两种主要的热损失途径。就像日常使用的保温瓶（杜瓦瓶）一样，真空状态创造了极佳的隔热环境，使得吸收层产生的热量难以散失到外部环境中。

储存并传递热量：

直接加热：在“全玻璃真空管”中，水直接流入玻璃管内，被吸收层加热。

间接换热：在更高效的“热管式真空管”中，管内有一根密封的金属热管，内含少量易蒸发的工质。吸收的热量使工质迅速汽化，蒸汽上升至顶部的冷凝端，将热量传递给集热器内的冷水后冷凝成液体，流回底部再次循环。这种相变传热方式效率极高。

适应恶劣环境与低温运行：由于卓越的真空保温性能，真空集热管在环境温度较低甚至寒冷的冬季，依然能保持较高的集热效率。同时，它能承受一定的外界冲击，稳定性好。