Postoje mnoge metode za održavanje ugodnih temperatura u zgradi, uključujući korištenje fosilnih goriva i električne energije za proizvodnju topline. Mnogo puta sustavi grijanja zahtijevaju mehaničke ili električne sustave da bi ispravno funkcionirali. Pasivni solarni dizajn, koji bi također mogao biti poznat kao pasivni solarni dizajn zgrade ili klimatski dizajn, metoda je grijanja i hlađenja zgrade korištenjem prirodnih procesa. Cilj pasivnog solarnog dizajna je upravljati ovom solarnom toplinom tijekom cijele godine, hladeći unutrašnjost zgrade ljeti i grijući je zimi.
Važan aspekt pasivnog solarnog dizajna je konfiguracija zgrade koja se temelji na lokalnoj klimi. Put sunca svakog dana je različit za svaku lokaciju na Zemlji, tako da se zgrada obično može projektirati da iskoristi ovu poziciju. Uzimanje u obzir godišnje putanje sunca važan je korak u pasivnom solarnom dizajnu. Drugi važni koraci mogli bi uključivati atmosfersku obradu otvora, energetski učinkovite prozore i posebnu izolaciju napravljenu za pohranjivanje i preraspodjelu topline na temelju specifičnih lokalnih vremenskih obrazaca. Iako se specifični dizajn mijenja na temelju lokalnih uvjeta, većina pasivnih solarnih dizajna uključuje nekoliko značajki.
Općenito, učinkovit pasivni solarni dizajn uključivat će neku vrstu kolektora topline, poput velikih prozora okrenutih prema suncu i tamnih vanjskih materijala. Toplina se može apsorbirati ili skupljati, a dizajn može uključivati neku vrstu medija za pohranu. To se obično naziva toplinska masa i omogućuje raspodjelu topline na bilo koji način. Važni elementi u učinkovitom pasivnom solarnom dizajnu također mogu uključivati načine za kontrolu sunčeve topline, kao što su određene veličine soba i stropova; vanjski prevjesi za zaštitu prozora od ljetnog sunca; i ventilacijski otvori dizajnirani za korištenje prirodnih toplinskih procesa, kao što su vodljivost, konvekcija i zračenje.
Mnogi elementi u pasivnom solarnom dizajnu mogu raditi i za grijanje i za hlađenje. Na primjer, pasivni solarni sustavi grijanja mogu koristiti prozore koji su okrenuti prema suncu. To omogućuje svjetlosti i toplini da uđu u prostor gdje se mogu držati ili preraspodijeliti. Strana zgrade okrenuta prema suncu također bi mogla biti izrađena od tamnih materijala kako bi zgrada apsorbirala toplinu i pohranila je za kasniju distribuciju. Međutim, kada se zgrada mora hladiti, elementi pasivnog solarnog dizajna mogu uključivati ventilacijske otvore koji iskorištavaju prirodni protok vjetra ili posebno dizajnirane dovode namijenjene ubrzavanju dolaznih brzina vjetra.