I pannelli solari a circolazione naturale, sono sistemi che fornisco acqua calda ad uso sanitario senza dover essere integrati con pompe, vasi di espansione o altri componenti. Il principio di funzionamento di questa tipologia di impianti solari è basato sulla convezione del fluido riscaldato che tende a diminuire il proprio peso e quindi ad innescare dei moti convettivi dal basso verso l’alto.  Il serbatoio dell’acqua calda sanitaria dovrà  essere posizionato superiormente al pannello solare, al fine di garantire la massima efficienza del sistema. L'innesco del ciclo naturale avviene esclusivamente ad una temperatura più alta rispetto che alla circolazione forzata.

La tecnologia della circolazione naturale, è più economica nei costi di gestione in quanto non esiste consumo elettrico dovuto alla pompa e non richiede sistemi elettronici di controllo, impone di porre il serbatoio ad un'altezza maggiore di quella dei pannelli, con maggiori costi per la realizzazione di adeguate strutture di sostegno dei serbatoi stessi.