In questi impianti la circolazione tra collettore e serbatoio di accumulo viene determinata dal principio di gravità, senza l’utilizzo di circolatori.

Il fluido termovettore si riscalda all’interno del collettore ed essendo caldo è più leggero del fluido freddo all’interno del serbatoio.

A causa di questa differenza di densità si instaura una circolazione naturale.

Il fluido riscaldato cede il suo calore all’acqua contenuta nel serbatoio e ricade nel punto più basso del circuito del collettore. Negli impianti a circolazione naturale il serbatoio si deve trovare quindi in un punto più alto del collettore.

I sistemi solari termici a circolazione naturale possono avere l’accumulo integrato: l’acqua sanitaria viene fatta circolare direttamente all’interno del collettore. Questi sistemi sono più adatti nelle aree temprate, dove non esistono significativi fenomeni di gelo.