平板集热器的工作原理如图所示，来自太阳的辐射能透过透明盖板照射到集热板上，其中的大部分被集热板吸收并转化为热能，通过导热传给流体管道，再由管道传递给流体成为有用能量．从集热器底部进入集热器的冷流体在流经集热器时被太阳能加热，带着有用热能从集热器的出口离开集热器．与此同时，由于集热板的温度升高，集热板将通过透明盖板和外壳向外界散失热量，构成平板型集热器的各种热损失．分析平板型集热器的特性主要是分析其热特性，而其热特性则要通过建立集热器的能量平衡方程来进行定量分析。
平板型集热器工作原理图
在单位时间内，集热器吸收的太阳辐射能等于同一时间内集热器输出的有用能量、集热器损失的能量以及集热器本身热容变化量之和．这样整个集热器的能量平衡方程式可以表示为:
Qa=Qu+Ql+Qs
式中，Qa为单位时间内集热器吸收的太阳辐射能；Qu为单位时间内集热器的有用输出能量；Ql为单位时间内集热器的能量损失；Qs为单位时间内集热器的热容变化量。以上能量单位均为W。当集热器处于稳定工况时，集热器自身温度保持不变，Qs＝0,此时，Qa=Qu+Ql即集热器吸收的太阳能一部分转为有用能输出Qu，另一部分转为能量损失Ql，当集热器处于非稳定状况时，Qs＞0或Qs＜0。
