Wszystkie przedmioty emitują promieniowanie cieplne, a jego ilość zależy od temperatury i charakteru ich powierzchni. Im większa powierzchnia i im wyższa temperatura, tym intensywniejsze promieniowanie cieplne. W bardzo wysokich temperaturach promieniowanie cieplne staje się widzialne, czego przykładem są żarówki z włóknem żarowym albo słońce.

Ciepło przepływa od obiektu cieplejszego do chłodniejszego na drodze promieniowania, przewodzenia (kondukcji) lub konwekcji. Światło słoneczne ogrzewa budynki przez promieniowanie, powietrze - dzięki konwekcji, a przez ściany ciepło przedostaje się drogą kondukcji.

Ilość ciepła pochłoniętego lub odbitego przez ciało zależy od intensywności promieniowania i koloru tego ciała. Czarne przedmioty są najlepszymi pochłaniaczami ciepła, natomiast przedmioty białe najsilniej je odbijają. Podział na ciała czarne i białe odnosi się do kolorów doskonałych. Rzeczywiste barwy nigdy nie są doskonałe, zatem obiekty nigdy nie pochłaniają, ani nie odbijają całego promieniowania.

Wszystkie ciała przewodzą ciepło od ośrodków cieplejszych do chłodniejszych, ale z bardzo różną prędkością. Zależy ona od różnicy temperatur i przewodności cieplnej materiału. Im wyższa różnica temperatury i im większa zdolność przewodzenia, tym większy jest przepływ ciepła.

Powyższe właściwości są bardzo ważne dla komfortu cieplnego w domu. W temperaturze otoczenia, np. 20oC, ciało o niższej przewodności cieplnej wydaje się nam ciepłe (np. wełna, korek), a przedmioty o wysokiej przewodności zdają się chłodne (np. metale).

Słoneczny efekt cieplarniany, odpowiadający za globalne ocieplenie, powstaje na podobnej zasadzie. Powierzchnia ziemi ma zdolność pochłaniania (absorpcji) części promieniowania słonecznego. Kiedy wypromieniowuje ono w postaci ciepła, pochłaniane jest w dolnej części atmosfery przez gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla.

Podwójne ściany z przestrzenią zapewniającą wysoką bezwładność cieplną

Bezwładność cieplna oznacza podatność ciała na zmianę temperatury pod wpływem zmian temperatury otoczenia: im większa masa ciała, tym większa jego bezwładność cieplna. Jest to właściwość istotna dla komfortu cieplnego w domu. Budynki o niskiej inercji cieplnej szybko nagrzewają się od słońca i szybko wychładzają w nocy. Budynki o wysokiej inercji cieplnej utrzymują bardziej stałą temperaturę, ponieważ magazynują ciepło w ciągu dnia, a oddają je po zachodzie słońca, gdy powietrze ochładza się.

Promieniowanie słoneczne pada na powierzchnię pod różnym kątem, zależnie od jej orientacji i położenia słońca. Kąt padania jest bardzo ważny, ponieważ określa on, ile energii promieniowania może być pochłonięte lub odbite od danej powierzchni. Najwięcej energii pochłaniane jest, gdy promieniowanie pada prostopadle (90o). Kiedy jest ono równoległe (kąt padania 0o), powierzchnia nie odbija ani nie pochłania promieniowania.

Ciała gromadzą swoją energię cieplną do momentu przekazania jej innym obiektom, lub dopóki nie zostanie ona przekształcona na inny rodzaj energii, na przykład światło lub energię elektryczną.

Zastosowanie "słonecznej architektury" oznacza, że kształt, orientacja oraz jakość cieplna ścian i stropów budynku są zaprojektowane i dobrane tak, by odpowiadały warunkom klimatycznym oraz środowiskowym, a zarazem łączyły nowoczesne pasywne systemy wykorzystania energii słonecznej z elementami tradycyjnej (np. regionalnej) architektury. Wprowadzenie słonecznej architektury uznaje się za jedno z najważniejszych zastosowań energii promieniowania słonecznego. Bardzo trudno jest ocenić, ile energii słonecznej wykorzystywane jest dzięki odpowiedniej konstrukcji budynku. W tym przypadku energia słoneczna przyczynia się do zmniejszenia zużycia paliw kopalnych, ponieważ odpowiedni sposób zaprojektowania budynku jest właściwy dla danego klimatu, środowiska oraz potrzeb użytkowników.

Każdy budynek eksponowany jest na promieniowanie słoneczne, w sposób zaplanowany lub niezaplanowany. Odpowiednia konstrukcja, technologia i materiały tworzące budynek zimą pozwalają uniknąć potrzeby ogrzewania wnętrza lub zredukować ją do minimum, zaś latem umożliwiają obycie się bez systemu klimatyzacji.

Niezwykle trudno ocenić, ile budynków zaprojektowano i skonstruowano zgodnie z powyższymi zasadami. Wszystkie jednak pasywnie wykorzystują bezpośrednią energię słoneczną. Oznacza to, że promieniowanie słoneczne dociera bezpośrednio do wnętrza budynku. Najlepszym tego przykładem jest okno. Promieniowanie słoneczne przedostaje się przez szybę. Ilość promieniowania wpadającego do wnętrza pomieszczeń zależy od właściwości optycznych okien, na przykład parametrów szkła oraz ich wielkości i budowy. Po przejściu przez okno promieniowanie słoneczne jest pochłaniane i gromadzone przez elementy konstrukcyjne budynku i znajdujące się w nim przedmioty: ściany, podłogi, meble itd. Energia słoneczna przedostająca się do pomieszczenia latem jest ograniczana przez nawisy budynku, osłony i inne elementy architektoniczne, które zostały zaprojektowane, by ocieniać okna. Zimą natomiast budynek korzysta z ciepła promieniowania słonecznego.

Nie jest łatwo oszacować, ile budynków mieszkalnych skonstruowano z rzeczywistym zamierzeniem wykorzystania bezpośredniego działania promieniowania. Podobnie jest w przypadku pasywnych systemów słonecznych, które stanowią część fasady budynku i umożliwiają penetrację promieniowania bezpośrednio do jego wnętrza, ale w sposób z góry zaplanowany i z wyznaczonym "opóźnieniem".

Nie ma danych dotyczących energii "wytworzonej", bądź raczej zaoszczędzonej dzięki zastosowaniu systemów pasywnych. Wykorzystanie energii słonecznej w budynkach w sposób pasywny bądź aktywny często jest uznawane jako nowoczesny środek w ochronie zasobów energetycznych. Są to rozwiązania łączące technologie zaprzęgające odnawialne źródła energii oraz tradycyjne, energetycznie wydajne metody.