Il serbatoio termico è come uno speciale serbatoio d'acqua che mantiene calda l'acqua immagazzinata nel riscaldatore solare. Questi cilindri sono realizzati in rame, acciaio inossidabile o polipropilene e quindi ricevono l'isolamento termico. La maggior parte dei modelli di serbatoio termico è dotata di un sistema di riscaldamento elettrico ausiliario, ma può essere prodotta con un sistema di gas ausiliario o anche senza questa funzione.
I modelli di serbatoi termici vanno da 100 a 20 mila litri. La dimensione del serbatoio termico, ovvero il volume di acqua che è in grado di immagazzinare, viene calcolata dai tecnici dopo che l'utente ha risposto a una serie di domande. Nel dimensionamento del riscaldatore solare, è necessario sapere quante persone useranno il sistema quotidianamente, la durata media e la quantità di bagni giornalieri, quanti saranno i punti di utilizzo dell'acqua calda, o le dimensioni della piscina e così via.
