Der Vakuumröhrenkollektor ist eine Bauweise von Sonnenkollektoren und Bestandteil einer thermischen Solaranlage. Er wird zur Erwärmung von Wasser bzw. Wasser-Frostschutzgemischen eingesetzt.Vakuumröhrenkollektoren sind Flachkollektoren, da sie eine ebene (dunkel beschichtete) Absorberfläche besitzen. Diese ist zumeist mittig in eine oder in die innere von zwei Glasröhren eingebettet. Die aufgefangene Wärmeenergie wird meist über ein Wärmerohr (englisch auch Heatpipe genannt) in einen aus dem oberen Abschluss der Röhre herausragenden metallischen Wärmetauscher transportiert und erwärmt dort den Wärmeträger. Bei positiver Temperaturdifferenz zum Wärmespeicher wird die Pumpe eingeschaltet.Die Dämmwirkung wird bei Vakuumröhrenkollektoren durch ein Vakuum in der einen oder im Zwischenraum von 2 konzentrisch angeordneten Glasröhren erreicht, welches den Wärmetransport durch Konvektion unterbindet. Gleichzeitig ist das bei bestimmten Wetterlagen ein praktischer Vorteil: Vor allem im Winter bringen Vakuumkollektoren auf Grund ihrer sehr guten Dämmung wesentlich höhere Leistungen als Flachkollektoren. Die Energieausbeute ist jedoch auf das ganze Jahr betrachtet nur etwas höher, als gasgefüllte und mit Dämmmaterial gedämmte Flachkollektoren. Fraglich ist allerdings die langfristige Lecksicherheit z.B. durch Mikrorisse oder Diffusion, insbesondere wenn auf das Einbringen eines gasabsorbierenden Getters verzichtet wird.Vakuumröhrenkollektoren erreichen gegenüber luftgefüllten Flachkollektoren gleicher Größe wesentlich höhere Betriebstemperaturen und eignen sich dadurch auch zur Erzeugung industrieller Prozesswärme. Außerdem bieten sie sich zur Nutzung beengter Dachflächen an, die nicht genügend Raum für eine bedarfsgerechte Flachkollektoren-Anlage bieten würden. Die Absorbertemperatur kann je nach Konstruktion des Wärmerohres bis zu 450 °C erreichen.