O sistema em termossifão consiste geralmente num conjunto de colectores ligados a um depósito bem isolado e posicionado a um nível mais alto do que os colectores.
Não são necessárias bombas circuladoras, pois a circulação de água faz-se por convecção natural, induzida pela diferença de densidade entre a água quente e fria.
A água no colector fica menos densa ao ser aquecida deslocando-se para a parte superior do circuito (dentro do depósito). A água mais fria (mais densa) para a parte mais baixa do circuito (à entrada do colector). Uma vez no colector, o ciclo começa de novo e a circulação continua desde que haja radiação solar. O caudal de circulação aumenta com o aumento da intensidade de radiação solar e a água a utilizar é retirada da parte superior do depósito solar.