Das Sonnenhaus wird im Wesentlichen solar beheizt, wobei das Konzept einen solaren Deckungsgrad von mindestens 50 % voraus setzt. Beim Sonnenhaus, teilweise auch Solar-Aktivhaus genannt, wird grundsätzlich ein guter Dämmstandard vorausgesetzt. Der Energiebdarf sollte ausschließlich über regenerative Energieträger erzeugt werden. Angestrebt wird ein möglichst geringer Primräenergiebedarf von maximal 15 kWh/m2a; dies ohne Haushaltsstrom (z.B. Kühlschrank, TV, computer etc.).
Die Sonnenenergie wird über ein relativ großes Solarkollektorfeld gewonnen, das in der Regel in das Dach oder in die Fassade des Gebäudes integriert ist. Die Größe beträgt ca. 30-70 qm, je nach Hausgröße, und das Feld sollte möglichst steil (größer oder gleich 60 Grad Neigung) montiert werden. Eine verschattungsfreie Südlage des Gebäudes versteht sich von selbst und ist äußerst wichtig. Ein großer, vorzugsweise im beheizten Bereich untergebrachter Pufferspeicher (ca. 200-350 l/qm Kollektorfläche) speichert die Solarwärme verlustarm über mehrere Tage oder sogar Wochen. Dabei ist auf eine gute und sorgfältig ausgeführte Isolation zu achten. Auf diese Weise besteht auch keine Konkurrenz zwischen aktiver und passiver Sonnenergienutzung. Wenn nämlich die Wärmeerzeugung, die Wärmespeicherung und die Wärmeverteilung komplett innerhalb der beheizten Gebäudehülle untergebracht sind, fallen in der Anlagentechnik nur sehr geringe nicht nutzbare Wärmeverluste an.


Es sind grundsätzlich verschiedene Speicher- und Regelungskonzepte möglich, wobei auf eine gute Temperaturschichtung und effektive Ausnutzung der Wintersonne wert gelegt wird.

Die Wärmeverteilung, also das Heizsystem, erfolgt über wasserführende Flächenheizsysteme, z.B. über Wand- oder Fussbodenheizung.
Als Nachheizung werden – als Alternative zu Pellet- und Stückholzvergaserkesseln – wohnraumbeheizte Stückholz- oder Pelletsöfen mit Wassereinsatz eingesetzt. Ein guter Heizkomfort wird durch eine hohe wasserseitige Leistung bei dosierter Wärmeabgabe an den Raum gewährleistet..
Die Nachheizperiode über Biomasse verkürzt sich im Sonnenhaus auf einen Zeitraum von etwa Mitte November bis Mitte Februar. Während dieser Zeit muss nur etwa 10- bis 40-Mal eingeheizt werden (je nach Kesseltyp, Heizgewohnheiten und solarem Deckungsgrad).