Een zonneboiler is een apparaat dat door zonnewarmte water kan opwarmen. Men plaatst hiervoor zonnecollectoren (vaak op het dak omdat daar de meeste straling van de zon kan worden opgevangen) waarin een absorber zit welke van metaal is gemaakt en met een speciale coating is bedekt die zorgt dat de zonnewarmte kan worden opgenomen. De zonnecollector is tevens van enkele metalen (dikwijls koperen) leidingen voorzien waarin een mengsel stroomt van water en antivries. Deze antivries is toegevoegd om te voorkomen dat het mengsel in vorstperiodes kan bevriezen.
Zodra de zon op de collectoren schijnt zal het grootste gedeelte van de warmte meteen worden opgenomen wat wil zeggen dat de zonnecollector meteen warmer wordt en de temperatuur merkbaar zal stijgen. Het mengsel in de leidingen zal eveneens worden opgewarmd met als gevolg dat er warmte afgegeven wordt aan het water in de boiler. Hiervoor maakt men gebruik van een warmtewisselaar welke aan de onderkant van de boiler is geplaatst.
Doordat de zonneboiler tevens een verschiltemperatuur-regelaar heeft zal er continue gemeten worden hoe hoog de watertemperatuur onderin de boiler is en in de zonnecollector is. Zodra het mengsel in de zonneboiler een hogere temperatuur bereikt dat het koude water onderin de boiler dan zal een pomp in werking worden gesteld en warm water vanuit de zonneboiler langs de warmtewisselaar in de boiler geleid worden.
De warmtevoorziening van een zonneboiler is niet constant waardoor men, op momenten dat er niet genoeg zonnewarmte beschikbaar is, het water dat in de boiler zit moeten naverwarmen.