Sonnenkollektoren werden aus Metallen gefertigt (Kupfer, Stahl, Aluminium) in Verbindung mit Glas, Abdichtungen aus Polymeren sowie Wärmedämmstoffen.

Neue Materialien, die leichter, billiger oder einfacher rezyklierbar sind, gewinnen an Bedeutung.

Beschichtungen mit besonderen Eigenschaften, die auf den Kollektormaterialien aufgebracht werden, sind ebenfalls ein viel versprechender Forschungsansatz: die Farbe auf den Gläsern oder den Absorbern, die Selektivität und die Thermochromie sind Eigenschaften, die vor allem mit der Hilfe von "Nanobeschichtung" erreichet werden sollen.

Für die Wärmespeicherung wird seit Beginn des 21. Jahrhunderts nach Materialen gesucht, die Wasser ersetzen könnte. Sie sollen dicht und ungiftig sein sowie zwischen 0 und 100 °C oder sogar 150 °C eine höhere Speicherwirkung haben als Wasser.