Nors visi šiltnamiai yra „saulės energija“, nes naudoja saulės šilumą, kad sukurtų augalų augimo aplinką, terminas „saulės šiltnamis“ paprastai reiškia pasyvų saulės šiltnamį. Pasyvūs saulės šiltnamiai skiriasi nuo tradicinių šiltnamių keliais reikšmingais aspektais. Pasyvus saulės šiltnamis naudoja tik saulės šilumą ir šviesą, o tradicinis šiltnamis naktį ar žiemą naudoja dujinę, propaną ar elektrą, kad augalai sušildytų pakankamai. Pasyvūs saulės šiltnamiai turi būti orientuoti į pusiaują. Jie taip pat naudoja akmenis arba didelius vandens indus, kad sugertų saulės šilumą dieną ir išsklaidytų ją naktį, taip pat jie naudoja tam tikrą izoliaciją ir dvigubą stiklą.
Tradiciniuose šiltnamiuose žiemos metu ir, jei reikia, naktį naudojamos elektrinės šilumos lempos, grindų šildytuvai, propano šildytuvai ar kiti šildymo prietaisai, kad šiltnamio augalai sušildytų pakankamai šilumos, tačiau tikras pasyvus saulės šiltnamis priklauso nuo saulės ir natūralių komponentų. . Daugelyje saulės šiltnamių yra mūrinė siena, kuri nėra nukreipta į pusiaują, kad sugertų dienos šviesos šilumą ir išleistų ją per naktį; likusios dvi sienos paprastai taip pat yra iš dalies arba visiškai mūrytos. Kiekvienai kvadratinei pėdai (929 kvadratinių cm) į pusiaują nukreipto stiklo reikia 150 svarų (68 kg) akmens arba mūro medžiagos. Strategiškai šiltnamyje pastatę kibirus, kubilus ar baseinus su vandeniu, vanduo gali sugerti ir išleisti saulės šilumą tokiu pačiu būdu. Kiekvienai kvadratinei pėdai (929 kvadratinių cm) į pusiaują nukreipto stiklo reikia 4 galonų (15.1 litro) vandens; konteineriai turi būti tamsios spalvos ir strategiškai išdėstyti visame šiltnamyje.
Kad saulės šiltnamis būtų efektyvus, daugumoje aplinkos reikia tam tikros izoliacijos. Neventiliuojama stogo dalis ir visos sienos turi būti padengtos izoliacine medžiaga ar kita medžiaga, kurios šiluminė varža arba R vertė yra iki 19. Jei pasyvus saulės šiltnamis stovi ant pamatų, jis taip pat turi būti būti labai gerai izoliuotas. Kai šiltnamis yra ant plokštės, plokštė turi būti izoliuota tiek ten, kur šiltnamis remiasi, tiek visur, kur yra plyšys ar anga.
Pasyviam saulės šiltnamiui reikalingas dvigubas stiklas su naktine izoliacija. Vieno stiklo stiklas nesugebės išlaikyti pakankamai šilumos, kad kiti pasyvieji elementai – vandens ir akmens talpyklos – galėtų atlikti savo darbą. Vienintelė stiklinės šiltnamio dalies dalis, kurios nereikėtų įstiklinti, yra du trečdaliai stogo, kad žiemos mėnesiais saulė veiktų visapusiškai. Vasaros mėnesiais gali prireikti apsaugos nuo balinimo arba audinio.