A napkollektor egy igen egyszerű jelenség alapján működik: a Napból érkező fotonok becsapódva az anyagok felületébe hőt fejlesztenek. A keletkezett hőmennyiség függ az anyag minőségétől, szerkezetétől, színétől, felületétől – tehát mennyire nyeli el a fényt, ill. mennyire veri vissza. Tapasztaltjuk, hogy a napsütésben felmelegszik minden, a sötétebb színűek és mattabbak jobban, a fényesek és simák kevésbé. A napkollektorok ezt kihasználva melegvizet állítanak elő, ritkán meleg levegőt.
A fekete gumicső (slag) volt a kollektor elődje. Hatásfoka nyáron meglehetősen jó volt, hiszen a környezeti hőmérséklet és a felmelegített víz hőmérséklete nem volt távol egymástól, viszont a hidegben nem tudott felmelegedni a víz benne, mert a környezeti hőmérséklet lehűtötte a vizet – még mielőtt meleg lett volna. A cél persze a kollektoroknál is, hogy egész évben használhassuk. Ebből következően a kollektoroknak két dolgot kell „tudniuk”: tűrni a forróságot és elviselni a hideget, a fagyot. Ezeket a szélsőséges viszonyokat persze csak a sarki és mérsékelt égövi területeken kell elviselniük, a mediterrán és az egyenlítő-közeli helyeken a kis hőmérséklet-különbség miatt nem szükséges igen jó kivitel. A sikertörténet dióhéjban: A gumicső után megjelent a síkkollektor, mely mind a mai napig létezik, fejlesztgetik, de… Eztán , ill. szinte egyidőben megszületett a vákuumcsöves napkollektor is, de komoly előállítási technológiájának folyományaképp igen drágára sikerültek. Napjainkban ez a magas ár lezuhant, összemérhetővé vált a síkkollektorok árával. Be kell látni, hogy a síkkollektor előállításához nagy arányú humán erőforrás szükségeltetik, a vákuumcsöves kollektorokhoz meg igen komoly technika, igaz nem kétséges, hogy melyik fog kikerülni győztesen a versengésből. A küzdelemtől függetlenül fontos tudnunk, hogy mindegyik kollektor nagyon hasznos, mert a Nap sokszor és jó ideig süt, ezért akár télen is lehet napenergiát begyűjteni és használni, persze csak kis részét a nyári energia-mennyiségnek. Mert ugye tudjuk, hogy azért van tél, mert a napsütéses órák száma csökken.[br]Három fő területe van a napkollektoros napenergia-hasznosításnak. Az első és nagyon könnyen megvalósítható alkalmazási mód a használati melegvíz (HMV) előállítása. Ez az un. egy kollektor – egy tartály hidraulikus séma szerinti működés, azaz egy kollektor, vagy kollektor-mező és egy tartály, vagy egy funkciójú tartályegyüttes szerepel az összeállításban. A második alkalmazási mód a medence fűtés. Ez a megvalósítás is hasonlít a HMV előállítási módhoz, a tartály szerepét maga a medence veszi át. A harmadik a fűtéskiegészítés. Nem véletlen a szóhasználat, hiszen tudjuk, hogy a Nap hazánkban a téli hónapokban rövid ideig szolgáltat energiát, azonban az átmeneti hónapokban még, ill. már elég nagy energiát szolgáltat, így fűtésről nem, de fűtéskiegészítésről igenis beszélhetünk!
Egy jól méretezett rendszer akár 40% megtakarítást is eredményezhet az éves energiaszükségletből.
Mint mindennek, az energiatermelésnek is vannak előnyei-hátrányai. Bár a napenergia ingyen áll rendelkezésünkre, mert mint a mondás is így szól: a Nap mindenkire egyformán süt, de ha sok van belőle, veszélyes is tud lenni. Ugye addig nincs semmi baj, míg pl. minden nap elhasználja a család a melegvizet, de mi történik akkor, amikor a família útra kél nyáron és egy-két hétig haza sem megy, magára hagyva a kollektort? Hát ilyenkor az elutazás napján megtermelődik a melegvíz, de mivel nem használja el senki, harmadnap a szoláris vezérlő azt érzékeli, hogy nem kell több energia, így a tartályt védendő a kollektorból nem szállítódik el az energia (a szivattyú áll), a kollektorban rövid időn belül a hőszállító folyadék felforr. A víz hőmérséklete a nyomásnak köszönhetően akár 140-150°C-ig felszökhet, majd gőzzé alakul. Ugyanez a jelenség akkor, ha áramszünet van, vagy igen ritkán, de a szivattyú meghibásodik. A problémákra vannak megoldások, de semmi esetre sem szabad olyan ostoba alkuba belemenni, hogy a nagyi, vagy a szomszéd eressze ki naponta a melegvizet! Mindezektől függetlenül fontos kijelenteni, hogy fűtéskiegészítés esetén szükséges egy medence, amibe mintegy elpazarolható a nyáron szükségtelen fűtési energia. Amennyiben nincs medence, annyi változik, hogy a megtérülési idő növekszik, de nem szabad elvetni a napkollektoros rendszer telepítésének gondolatát!