在太阳能热水应用中常用的基本系统有自然循环系统、强制循环系统、直流式系统等，本节介绍强制循环系统。
强制循环系统的基本构成与原理见下图，在储水箱下部到集热器入水口的回水管上装有循环水泵与止回阀。集热器在阳光照射下内部的水温升高，当控制器检测到集热器出口水温比水箱底部水温高出循环设定值（8至10度）时，就启动循环水泵把集热器中的热水泵入水箱，当两者温度差小于停止设定值（3至4度）时，就停止水泵运行，由于水的循环是靠水泵推动形成的故称之为强制循环热水系统。较大的太阳能热水系统由于集热器较多、水箱大、管路长，需用强制循环方能满足循环的要求。
止回阀是只允许水单向流动的装置，由于强制循环系统中大多数水箱位置低于集热器，夜间集热器温度低于水箱时会产生反向循环，水箱内的热水会上升到集热器散失热量，有了止回阀可防止反向循环避免热量损失。
下图是一套实际应用的强制循环热水系统组成与工作原理图，图中标出了用水部分，例如淋浴的花洒、洗手盆，还有水箱水温检测与辅助加热系统。这也是套承压式热水系统，就是水箱与自来水直接连通，水箱要能承受自来水的压力。自来水从水箱下部输入、热水从水箱上部输出，用户可转动用水龙头调节出水温度。
图中有两个集热器串联组成集热器组，控制器检测集热器出口水温与水箱内水温之间的差别来控制循环水泵的起停。控制器还要检测水箱温度，当阳光不足水温不够时要起动电加热器提高水温；冬天控制器还要检测室内温度起停暖气回水泵。
由于集热器加热的工质就是水箱里供使用的水，故该系统是直接加热的系统也称为直接系统。在水箱顶部有安全阀，防止特殊情况下水箱内压力过高。
下图是一套实际应用的强制循环间接热水系统组成与工作原理图，所谓间接系统即集热器里的循环水与水箱水是隔离的，是通过热交换器把集热器中水的热量传递给水箱中的水，这样通过集热器的水质可保证纯净。由于集热器内的水循环是单独的回路，流至用户的水是另一个回路，故也称为双回路或双循环系统。
热交换器有多种结构，图中所示的螺旋圈铜管是最简单的形式，管内流动的是集热器加热的水，管外是水箱中的水。由于集热器中的水是封闭的，水的体积会热胀冷缩，需加一个膨胀罐来缓冲水的体积变化。
在系统较大时，大的水箱较难承受自来水的压力，不能做成承压式系统，该图是非承压系统，水箱是常压水箱，内有水位检测以控制水位。用浮球直接控制阀门开启与关闭控制水位是机械方法，本图是控制器通过水箱的水位传感器检测水位来控制给水电动阀，使水箱水位保持在设定位置。非承压系统的水箱安装位置要高于所有用水的出口位置，才能保证水箱的水能流到用水处，否则就要安装热水泵来保证用水压力。
以上两图的用水都包括了热水与采暖两部分，也称之为太阳能热水和采暖组合系统。该系统只有一个水箱由集热器直接供热，既提供生活用水又提供采暖用水，是一种直接太阳能热水与采暖组合系统，组成简单，适合单户使用。
下面是这种系统在单栋住户（或别墅）的布置示意图，太阳能集热器组由四个真空管集热器组成，安装在房顶上，储水箱安装在三楼上层阁楼间（图中为显示储水箱位置在墙面剖孔），旁边还安装有水泵、膨胀罐等设备，控制器在二楼大厅。
储水箱安装在三楼上面可以缩短与集热器的距离，减少热量散失、减少循环阻力，对于非承压水箱还可提供给水压力。
系统产生的热水供给卫生间与厨房等地方使用，系统还向客厅、卧室、书房等房间的暖气片供热。