真空管为全玻璃同轴双层圆管结构，主要由三大部分构成：外玻璃管（外管）、真空夹层和内玻璃管（内管）。
内管用于容水。内管外壁的黑色部分是选择性吸收涂层，即膜层，是真空管进行光热转换的介质。太阳光线经外管照射到膜层，膜层通过吸收太阳光线中的可见光和近红外线来集聚能量，并将光能转化为热能，使内管里的水温不断升高。外管与内管之间是真空夹层，其作用在于减少热损失，起保温作用，从而大大提高集热效率。
不锈钢弹簧卡子，既用来支撑内管自由端，又可固定吸气剂。吸气剂，指在真空管底部，与弹簧卡子相连的不锈钢钢环上所附着的钡铝镍成份，用于蒸散、吸收夹层内排气后残余的空气，以进一步提高真空度。
真空管尾部约50㎜的银白色部分是消气镜面，也叫吸气膜。它是吸气剂在800 ℃以上高温状态下蒸散得到的。消气镜面的作用是为了吸收真空夹层内残余的空气，以进一步提高真空度。太阳能在使用中，如果真空管的消气镜面消失，说明真空夹层内进入了大量空气，真空管就不能正常工作了。