Šiltnamio stogas nėra vienodas, o efektyvią šiltnamio stogo dangą galima pasiekti naudojant daugybę skirtingų medžiagų. Dažniausiai šiltnamių stogams naudojamos medžiagos yra stiklas, polietileno plėvelė, dvisluoksnės polikarbonato arba akrilo plokštės ir stiklo pluošto plokštės arba lakštai. Kiekviena iš šių medžiagų turi privalumų ir trūkumų, todėl viena gali būti labiau tinkama tam tikram šiltnamio tipui nei kita. Kiekviena šiltnamio stogo medžiaga turi vieną labai svarbią bendrą savybę: tai skaidri arba pusiau skaidri, šviesai laidi medžiaga, kuri leis augalams šiltnamio viduje gauti šviesą ir šilumą, kurios jiems reikia augimui.
Renkantis, kokia medžiaga geriausiai tinka šiltnamio stogui, statytojas norės atsižvelgti į savo biudžetą ir kokio tipo šiltnamį jis norėtų statyti. Skirtingos medžiagos gali būti geresnės, priklausomai nuo to, ar šiltnamis bus mažas ar didelis, ar tai yra nuolatinė ar pusiau nuolatinė konstrukcija. Karkasinių medžiagų tipas taip pat gali turėti įtakos geriausioms šiltnamio stogo medžiagoms. Gerai parengtas planas yra geras pirmasis žingsnis nustatant, kuris stogas geriausiai tinka šiltnamiui.
Tradiciškiausias ir pastoviausias šiltnamio stogo sprendimas – stiklas. Tai aiškiausia, šviesai laidiausia medžiaga ir gali būti gana ilgaamžė, kai tinkamai sumontuota. Stiklas dažnai yra geriausias pasirinkimas nuolatiniams šiltnamiams, soliariumams ar saulės kambariams. Grūdintas stiklas, kurio storis gali būti net penkis kartus storesnis už įprastą stiklą, kelia mažiausią riziką įskilti ar sudužti. Šiltnamio stogas iš grūdinto stiklo gali būti vienintelė stogo medžiaga, kuri ilgą laiką gali išlaikyti labai sunkų, šlapią sniegą ir nesugriūti.
Vis dėlto stiklinė stogo danga turi trūkumų. Paprastai tai reikalauja didžiausių išankstinių išlaidų ne tik dėl stiklo kainos, bet ir dėl to, kad jam palaikyti reikia tvirtų, tvirtų rėminimo medžiagų. Stiklinius šiltnamių stogus reikia statyti ir sandarinti atsargiai, nes tinkamai neužsandarinti turi didelę nuotėkio tikimybę. Stiklas taip pat turi didesnę lūžimo riziką nei kai kurios kitos medžiagos, ir tai nėra geriausias izoliatorius.
Stiklo pluošto lakštai arba plokštės yra ilgaamžė, pigesnė stiklo alternatyva ir gali būti naudojami nuolatinėse šiltnamių konstrukcijose 15 ar daugiau metų. Ši medžiaga yra daug lengvesnė už stiklą, todėl jai nereikia tvirto rėmo, kaip ir stiklinei stogo dangai. Stiklo pluoštas yra pakankamai patvarus, kad atlaikytų daugybę oro sąlygų ir kitų išorės elementų. Tačiau laikui bėgant šios medžiagos šviesos prasiskverbimas sumažės; ją reikia prižiūrėti, kad išlaikytų geriausią įmanomą šviesos pralaidumą. Stiklo pluoštas taip pat nėra toks lankstus kaip kai kurios kitos šiltnamių stogų dangos.
Polietileno arba plastiko plėvelė yra nebrangi, lanksti, lengvai prieinama ir lengvai uždedama šiltnamio danga. Savo skaidrumu jis gali būti panašus į stiklą, todėl užtikrina puikų šviesos pralaidumą. Kalbant apie mažus, laikinus, nešiojamus ar sezoninius šiltnamius, polietileno plėvelė gali būti greitas ir paprastas šiltnamio stogo sprendimas. Jį taip pat lengva tepti šiltnamiuose su išlenktais arba arkiniais stogais ir gali būti naudojamas šiltnamiuose su atviru skydu arba atviru stogu, kai reikalinga ištraukiama medžiaga.
Kai kurios polietileno plėvelės rūšys gali būti pakankamai tvirtos, kad tarnautų iki penkerių metų, o kai kurios buvo apdorotos priedais, kurie padeda atspindėti ir spinduliuoti šilumą į šiltnamį. Neigiama yra tai, kad plėvelės dangos nėra tokios patvarios kaip stiklas ar stiklo pluoštas, gali būti lengviau sugadintos nei kitos medžiagos, todėl jas reikia keisti dažniausiai. Vargu ar jie bus geras pasirinkimas nuolatiniams šiltnamiams.
Dviejų sluoksnių polikarbonatinė arba akrilinė šiltnamio stogo danga, kuri paprastai gaminama su vienodais atstumais tarp dviejų sluoksnių „tinklo“, labai gerai išlaiko šilumą. Tai gali būti geriausia stogo medžiaga, kai kalbama apie energijos sąnaudas ar žemą temperatūrą. Jis yra tvirtesnis ir patvaresnis už plėvelę ir gali būti pakankamai lankstus naudoti ant lenktų stogų. Jis pakankamai ilgaamžis, kartais net iki 10 metų.
Kita vertus, dvisluoksnė konstrukcija nepraleidžia tiek šviesos, kiek stiklo ar viensluoksnio stiklo pluošto. Polikarbonato medžiagos gali pageltonuoti, nors akrilas pagelsta mažiau. Tokio tipo medžiaga taip pat tarnaus ne taip ilgai, kaip stiklas ar stiklo pluoštas.