Sodininkystė šiltnamyje tiesiogine prasme yra sodininkystė, kuri vyksta šiltnamyje. Šiltnamis – tai statinys, dažniausiai pagamintas iš stiklo, kad į erdvę patektų kuo daugiau saulės spindulių, sušildytų orą, padėtų augti augalams. Todėl šiltnamiai paprastai yra gana šilti, net ir žiemos mėnesiais. Šiltnamio vidaus temperatūrą ir drėgmę galima reguliuoti šildymo mazgais bei drėkintuvais. Dideliuose ir sudėtinguose šiltnamiuose dažnai yra kelios patalpos, kuriose nustatyta skirtinga temperatūra ir drėgmės lygis, kad būtų sudarytos tinkamos sąlygos skirtingoms augalų grupėms.
Viena iš priežasčių, kodėl žmonės laikosi šiltnamių, o ne tiesiog augina augalus savo namuose, yra ta, kad dauguma augalų klesti esant temperatūrai ir drėgmei, kuri skiriasi nuo daugelio namų temperatūros ir drėgmės lygio. Pavyzdžiui, daugumai augalų yra naudingas toks drėgmės lygis, kuris yra nepatogus namų interjerui. Augalams palankus klimatas gali pažeisti gležnus daiktus, pvz., knygas ir plakatus minkštais viršeliais, arba ant audinių susidaryti pelėsių. Dėl šios priežasties tinkamai šiltnamio sodininkystei gali būti naudojamas pritvirtintas arba greta esantis šiltnamis.
Šiltnamio sodininkystei naudojami metodai iš esmės yra tokie patys kaip sodininkystė lauke. Vienintelis skirtumas yra tas, kad sodininkystė vyksta po stiklo plokštėmis, o ne gryname ore. Tiesą sakant, daugelis žmonių, kurie patiria nugaros skausmus arba turi judėjimo problemų, renkasi sodininkystę šiltnamyje, nes tai leidžia jiems sodinti nesiklaupdami ar nusilenkdami ant žemės. Taip yra todėl, kad daugumoje šiltnamių yra ilgi stalai, kurie yra iki juosmens, todėl sodininkai gali dirbti stovint tiesiai arba sėdint ant taburetės.
Didelė šiltnamio sodininkystės nauda yra galimybė turėti šviežių gėlių, šviežių daržovių ir šviežių žolelių ištisus metus. Kai kurie žmonės taip pat naudojasi šiltnamio sodininkyste, kad žiemos mėnesiais būtų linkę gležnus augalus.
Vienas iš veiksmingos šiltnamio sodininkystės raktų yra šiltnamio išdėstymas. Šiltnamis turi būti pastatytas taip, kad jis maksimaliai patektų į saulės šviesą. Tai ypač svarbu žiemą, kai šviesos valandos yra ribotos. Jei šiltnamis gauna daug šešėlio nuo gretimų struktūrų ar gretimų medžių, jame esantys augalai gali nežydėti.