Aunque todos los invernaderos son «solares» en el sentido de que utilizan el calor del sol para proporcionar un entorno de crecimiento para las plantas, el término «invernadero solar» se refiere típicamente a un invernadero solar pasivo. Los invernaderos solares pasivos se diferencian de los invernaderos tradicionales en algunos aspectos importantes. Un invernadero solar pasivo usa solo calor y luz del sol, y un invernadero tradicional usa gas, propano o calor eléctrico por la noche o durante el invierno para proporcionar suficiente calor a las plantas. Los invernaderos solares pasivos deben estar orientados hacia el ecuador. También utilizan piedra o grandes recipientes de agua para absorber el calor del sol durante el día y dispersarlo por la noche, y utilizan algún tipo de aislamiento y vidrios de doble cristal.
Los invernaderos tradicionales usan lámparas de calor eléctricas, calentadores de piso, calentadores de propano u otros tipos de dispositivos de calefacción durante el invierno y, si es necesario, por la noche para proporcionar suficiente calor a las plantas del invernadero, pero un verdadero invernadero solar pasivo se basa en el sol y los componentes naturales. . Muchos invernaderos solares están construidos con paredes de mampostería que no dan al ecuador para absorber el calor de la luz del día y liberarlo durante la noche; las dos paredes restantes suelen ser también parcial o totalmente de mampostería. Cada pie cuadrado (929 cm cuadrados) de vidrio orientado hacia el ecuador requiere 150 libras (68 kg) de piedra o material de mampostería. Colocar baldes, tinas o charcos de agua estratégicamente por todo el invernadero permite que el agua absorba y libere el calor del sol de la misma manera. Cada pie cuadrado (929 cm cuadrados) de vidrio que mira hacia el ecuador requiere 4 galones (15.1 litros) de agua; Los contenedores deben ser de color oscuro y estar estratégicamente colocados en todo el invernadero.
Para que un invernadero solar sea eficaz, se requiere algún tipo de aislamiento en la mayoría de los entornos. La parte sin ventilación del techo y todas las paredes deben cubrirse con tela aislante u otro material con un valor de resistencia térmica, o valor R, de hasta 19. Si el invernadero solar pasivo está asentado sobre una base, también debe estar muy bien aislado. Cuando el invernadero está sobre una losa, la losa debe estar aislada tanto donde el invernadero descansa sobre ella como en cualquier lugar donde haya una grieta o abertura.
Un invernadero solar pasivo requiere un doble acristalamiento con aislamiento nocturno. El vidrio de un solo vidrio no podrá retener suficiente calor para que los otros elementos pasivos, los contenedores de agua y piedra, hagan su trabajo. La única parte de la parte de vidrio del invernadero que no debe ser acristalada son dos tercios del techo, para permitir los efectos del sol durante los meses de invierno. Es posible que se necesite protección en forma de cal o tela durante los meses de verano.