热管是利用汽化潜热高效传递热能的传热元件，传热速度可达80～100cm/s。在热管式真空管中使用的热管一般都是重力热管，也称热虹吸管。重力热管的特点是管内没有吸液芯，工质冷凝后依靠自身重力回流至蒸发段。

太阳能领域使用的热管一般为铜—水热管，即以铜为基材，工质为水。国外也有使用有机物质作为热管工质的，但必须满足工质与热管材料的相容性。

热管式真空集热管具有许多优点，如真空管内没有水，因而抗冻性很强，即使在﹣40℃的环境温度也不会冻坏，有些厂家的产品可以耐﹣50℃以下的低温；热管的热容量小，因而启动速度极快；热管有“热二极管效应”，即方向性，热量只能从下部传递到上部而不能逆向传递，从而减少了系统热损失。当然，由于热管的液态工质是依靠自身的重力回流到蒸发段，所以在安装时要求与地面保持一定的倾角。为了使热管式真空管集热器能够满足与建筑结合的要求，目前，已有企业开发生产了可以水平安装的水平热管。以水平热管为核心部件的热管式真空管集热器可以水平安装于建筑屋顶或南立面墙，并且可以和建筑构件结合下一体，既高效利用了太阳能又不影响建筑的整体外观效果，推动了太阳能与建筑结合的进程。