Sebbene tutte le serre siano “solari” in quanto utilizzano il calore del sole per fornire un ambiente di crescita per le piante, il termine “serra solare” si riferisce tipicamente a una serra solare passiva. Le serre solari passive sono diverse dalle serre tradizionali per alcuni aspetti significativi. Una serra solare passiva utilizza solo il calore e la luce del sole, mentre una serra tradizionale utilizza il gas, il propano o il calore elettrico di notte o durante l’inverno per fornire calore sufficiente alle piante. Le serre solari passive devono essere orientate verso l’equatore. Usano anche pietre o grandi contenitori d’acqua per assorbire il calore del sole di giorno e disperderlo di notte, e usano un qualche tipo di isolamento e vetrocamera.
Le serre tradizionali utilizzano lampade riscaldanti elettriche, riscaldatori a pavimento, riscaldatori a propano o altri tipi di dispositivi di riscaldamento durante l’inverno e, se necessario, di notte per fornire calore sufficiente alle piante della serra, ma una vera serra solare passiva si basa sul sole e sui componenti naturali . Molte serre solari sono costruite con la parete in muratura non rivolta verso l’equatore per assorbire il calore diurno e rilasciarlo durante la notte; anche le restanti due pareti sono tipicamente parzialmente o interamente in muratura. Ogni piede quadrato (929 cm quadrati) di vetro rivolto verso l’equatore richiede 150 libbre (68 kg) di pietra o materiale da muratura. Posizionare secchi, vasche o pozze d’acqua strategicamente in tutta la serra consente all’acqua di assorbire e rilasciare il calore del sole allo stesso modo. Ogni piede quadrato (929 cm quadrati) di vetro rivolto verso l’equatore richiede 4 galloni (15.1 litri) di acqua; i contenitori dovrebbero essere di colore scuro e posizionati strategicamente in tutta la serra.
Affinché una serra solare sia efficace, è necessario un qualche tipo di isolamento nella maggior parte degli ambienti. La parte non ventilata del tetto e tutte le pareti devono essere rivestiti con tessuto isolante o altro materiale con un valore di resistenza termica, o valore R, fino a 19. Se la serra solare passiva è appoggiata su una fondazione, anch’essa deve essere molto ben isolato. Quando la serra è su una lastra, la lastra deve essere isolata sia dove poggia la serra che ovunque ci sia una fessura o un’apertura.
Una serra solare passiva richiede doppi vetri con isolamento notturno. Il vetro a vetro singolo non sarà in grado di trattenere abbastanza calore per consentire agli altri elementi passivi, i contenitori di acqua e pietra, di svolgere il proprio lavoro. L’unica parte della parte vetrata della serra che non deve essere vetrata è i due terzi del tetto, in modo da consentire i pieni effetti del sole durante i mesi invernali. Potrebbe essere necessaria una protezione sotto forma di calce o tessuto durante i mesi estivi.