El vidrio de invernadero atrapa la energía térmica de la misma manera que la atmósfera de la Tierra mantiene el planeta caliente: a través de la transformación de ondas de luz y a través de la convección del aire dentro del invernadero. La radiación solar llega al invernadero, atraviesa el vidrio y es absorbida por el suelo y las plantas. Lo convierten en energía térmica, que no puede escapar por el vidrio. El aire dentro del invernadero se mantiene caliente por convección, lo que simplemente significa que el aire más cálido cerca del suelo sube y el aire más frío cerca del techo del invernadero cae. Debido a que el vidrio mantiene el aire atrapado en el interior, el proceso de convección permite que el aire absorba más y más calor cada vez que sube y baja.
El sol proporciona tres tipos básicos de ondas de luz: ondas ultravioleta (UV), ondas de luz visible y ondas de luz infrarroja. Cada una de estas ondas de luz tiene una longitud de onda relativamente corta y pasará fácilmente a través de la mayoría de los tipos de vidrio, incluido el vidrio de invernadero. Una vez dentro del invernadero, las ondas son absorbidas por las plantas y el suelo, donde se utilizan para la fotosíntesis y se transforman en energía térmica o calorífica. Debido a que la energía térmica tiene una longitud de onda mucho más larga que las ondas de luz, no puede atravesar el vidrio y permanece atrapada en el interior. Esto se conoce como efecto invernadero; es el mismo proceso que mantiene la Tierra caliente y calienta el interior de un automóvil en un día soleado.
Junto con la transformación de ondas de luz, otro proceso llamado convección ayuda a mantener el calor dentro de un invernadero. El aire más cercano al suelo y las plantas se calienta por la energía térmica radiante; dado que el aire caliente es más ligero que el aire frío, naturalmente se eleva. En la atmósfera, el aire caliente eventualmente alcanzará una altura en la que se enfriará nuevamente. Sin embargo, el vidrio del invernadero atrapa el aire antes de que alcance esta altura y se enfríe por completo. A medida que el aire sube y baja continuamente dentro del invernadero, mantiene su calor y se vuelve un poco más cálido cada vez.
El término «vidrio de invernadero» se refiere comúnmente tanto al vidrio verdadero como a los plásticos de policarbonato que también se utilizan para construir invernaderos. El vidrio y el plástico transparente funcionan básicamente de la misma manera, permitiendo que la luz pase, pero atrapando el calor en el interior. La elección de utilizar vidrio o plástico dependerá del tipo de estructura que se esté construyendo, la cantidad de dinero disponible para el proyecto y el tiempo que se espera que dure la estructura. Los plásticos son generalmente más livianos y menos costosos, pero no tan resistentes al clima y al envejecimiento. Los invernaderos de vidrio tienden a ser estructuras semipermanentes cuya construcción inicial costará más, pero se mantendrán mejor con el tiempo.
La principal diferencia entre el vidrio de invernadero y el vidrio normal es el tipo de revestimiento o acristalamiento que se le aplica. El vidrio de invernadero generalmente se templa por seguridad, lo que significa que ha sido laminado, similar al parabrisas de un automóvil; si se rompe, se desmorona en trozos pequeños con bordes relativamente lisos que es menos probable que se corten que los fragmentos grandes e irregulares. El vidrio templado es muy recomendable para aplicaciones de invernadero, ya que el vidrio se instalará en la parte superior y estará sujeto al viento, el granizo y el estrés del peso de la nieve en climas más fríos.
Además, este tipo de vidrio puede tener aplicado un acristalamiento de baja emisividad. El acristalamiento de baja emisividad es una capa delgada y semitransparente de metal que refleja la mayor parte de los rayos ultravioleta y algo de la luz infrarroja hacia la atmósfera, mientras que permite que la luz visible penetre en el invernadero. Al bloquear las ondas ultravioleta más intensas, el vidrio de baja emisividad puede proteger a las plántulas tiernas de recibir demasiada radiación solar. También ayuda a mantener una temperatura más constante dentro del invernadero al bloquear algunas ondas de calor o infrarrojos entrantes. Con una ventilación adecuada, el vidrio de baja emisividad puede ayudar a evitar que el invernadero se sobrecaliente.