Próżniowe kolektory słoneczne są szczytowym osiągnięciem solarnej techniki grzewczej. Najpopularniejszy typ kolektora próżniowego wykorzystuje dwie szklane rurki między którymi wytworzona jest próżnia. Próżnia powstaje w wyniku wypompowania z przestrzeni między-rurkowej powietrza, co skutkuje ograniczeniem strat ciepła do otoczenia do minimum.
Brak cząsteczek gazu powoduje, że energia cieplna zamiast uciekać się na zewnątrz kolektora jest odbierana niemal w całości przez niskowrzący czynnik roboczy znajdujący się w tzw. rurce ciepła. Rurka ciepła jest wykonana z miedzi charakteryzującej się wysokim współczynnikiem przewodzenia ciepła. Jest ona zamknięta z obu stron, a ciepło jest oddawane z jej górnej części (kondensatora) w przepływowym wymienniku ciepła a stąd już do zbiornika z ciepła wodą użytkową.
Oprócz rurki ciepła kluczowym elementem kolektora jest absorber w postaci cienkiej powłoki pochłaniającej promieniowanie słoneczne, naniesionej na wewnętrzną stronę szklanej rurki.
Zaletą próżniowych kolektorów słonecznych jest to, że znacznie lepiej od kolektorów płaskich wykorzystują energię słoneczną w dni pochmurne. Czynnik roboczy przechodzący nieustannie przemiany fazowe wrze już w temperaturze 25 st. Celsjusza, która jest możliwa do uzyskania w rurce ciepła nawet przy słabym nasłonecznieniu. Dzięki temu próżniowe kolektory słoneczne, zwłaszcza te wykorzystujące technologię „heat pipe” są do 30% sprawniejsze w okresach wiosennych oraz jesiennych i nawet do 60% sprawniejsze zimą. Oprócz lepszej sprawności konwersji energii, dzięki rurom ułożonym w pewnych odstępach nie są tak wrażliwe na aktualne położenie słońca w ciągu dnia.