光伏温室大棚就是利用太阳的能量，来提高塑料大棚内或玻璃房内的室内温度，以满足植物生长对温度的要求。光伏温室是根据温室效应的原理加以建造的。温室内温度升高后所发射的长波辐射能阻挡热量或很少有热量透过玻璃或塑料薄膜散失到外界，温室的热量损失主要是通过对流和导热的热损失。如果人们采取密封、保温等措施，则可减少这部分热损失。
       如果室内安装储热装置，这部分多余的热量就可以储存起来了。太阳能温室在夜间，没有太阳辐射时，温室仍然会向外界散发热量，这时温室处于降温状态，为了减少散热，故夜间要在温室外部加盖保温层。若温室内有储热装置，晚间可以将白天储存的热量释放出来，以确保温室夜间的湿度。
       太阳能温室在中国北方，还能与沼气利用装置相结合，用它来提高池温，增加产气率。比如由德州华园新能源公司设计承建的东北地区三位一体太阳能温室，就包括了太阳能温室种植-沼气升温-居住采暖等功能，为北方地区冬季生活事来了舒适和温暖。