Ein Flachkollektor besteht aus einem Absorber, sowie einer transparenten und entspiegelten Glasabdeckung. Der Absorber besteht in der Regel aus einem dunkel beschichteten Stahlblech, und der Rahmen des Flachkollektors aus Stahlblech oder Aluminium. Auf der Rückseite des Kollektors befindet sich eine Wärmedämmung, die den Wärmeverlust minimieren soll.
Die Funktionsweise eines Flachkollektors ist dabei folgende: Die Absorberschicht sammelt die Sonnenstrahlen, und wandelt diese in Wärme um. Die Wärme wird dann an die Wärmeträgerflüssigkeit abgegeben, welche die Wärme zum Solarspeicher transportiert. Eine Glasabdeckung schützt den Absorber vor Umwelteinflüssen, und minimiert gleichzeitig die Wärmeverluste. Die Abdeckung ist entspiegelt, was eine Reflexion der Sonnenstrahlen verhindert, womit gleichzeitig der Wärmeertrag des Kollektors gesteigert wird.
Im Gegensatz zum Vakuumröhrenkollektor dominiert auf dem deutschen Markt im Bereich der Sonnenkollektoren der Flachkollektor, wobei dieser Bautyp in der Regel für die Erwärmung von Wasser verwendet wird. Dies ist unter anderem ein Grund warum die Herstellungskosten von Flachkollektoren deutlich unter den Herstellungskosten von Vakuumröhrenkollektoren liegen.
Technisch unterscheiden sich die Flachkollektoren von den Vakuumröhrenkollektoren insbesondere durch die Isolierung des Absorbers. Vakuumröhrenkollektoren erreichen ihre Isolierwirkung durch ein Vakuum in der Glasröhre. Für Flachkollektoren hingegen werden normale Isolationsmaterialien wie zum Beispiel Mineralwolle oder Polyurethan-Schaum verwendet, wobei die Isolierung weniger effizient ist. Aus diesem Grund werden in der Regel größere Kollektorflächen benötigt, um vor allem bei niedrigen Umgebungstemperaturen die gleichen Leistungswerte zu erreichen wie bei Vakuumröhrenkollektoren. Aus ökonomischer Sicht sind Flachkollektoren jedoch wesentlich effizienter.
