Der grundlegenste Unterschied eines Vakuum-Röhrenkollektors zum Flachkollektor, ist die Vermeidung von Wärmeverlusten. Dies macht auch die absolut unterschiedliche Bauart aus. Der Sole führende Absorber verläuft in einer Glasröhre, in der sich als ideale Wärmedämmung ein Vakuum befindet. Bei moderneren Vakuum-Röhrenkollektoren befinden sich die Reflektoren auf des Glas aufgedampft. Hingegen bei älteren Bauarten sich noch so geannte CPC-Spiegel hinter den Vakuumröhren befand. Diese Reflektoren waren allerdings den Umwelteinflüssen ausgesetzt und verloren nach einiger Zeit ihre Wirkung - nämlich Sonnenstrahlung genau in die Mitte der Vakuumröhre zu reflektieren.
Vakuum-Röhrenkollektoren bestehen aus unterschiedlich vielen, fest zusammengebaute Röhren. Sie sind leistungsstärker als Flachkollektoren und benötigen, weniger Quadratmeter Absorberfläche für die gleichen solaren Gewinne. Aus diesem Grund werden sie vor allem gewählt, wenn wenig Dachfläche zu Verfügung steht. Bei optimaler Positionsmöglichkeit und genügend Dachfläche werden jedoch zu aller meist Flachkollektoren verwendet. Ihre Stärken besitzen Vakuum-Röhrenkollektoren in der solaren Heizungsunterstützung.