Thermische Solaranlagen wandeln die Energie der Sonnenstrahlung in Wärme. Das geschieht durch Kollektoren, die von einem Wärmeträgermedium (z. B. einem Gemisch aus Wasser und Frostschutz-mittel oder einem Thermoöl) durchströmt werden. Das Medium transportiert die Wärme an den Ort der Nutzung oder in einen Wärmespeicher.
Solarthermisch erzeugte Wärme wird am häufigsten für die Bereitung von Warmwasser und zur Heizungsunterstützung eingesetzt. Es ist aber auch möglich, mit Solarthermie die Erzeugung von Prozesswärme zu unterstützen.