משקלם הסגולי של המים החמים קל בהרבה מזה של המים הקרים. מכיוון שחומרים שמשקלם הסגולי קטן יותר מזה של מים (קרים) צפים על פני המים, עולים המים אשר התחממו בקולט אל הדוד הנמצא מעל הקולט, ללא כל צורך במשאבה או כל אמצעי מכני אחר. הכוח הגורם למים החמים לעלות למעלה נקרא עיקרון התרמוסיפון.
מערכת תרמוסיפונית היא מערכת הבנויה על עיקרון התרמוסיפון. בשפת העם נקראת מערכת זאת פשוט דוד שמש: בגלם משקלם הסגולי הגבוה יותר, נמצאים המים הקרים בחלקו התחתון של הדוד ויורדים משם אל חלקו התחתון של הקולט. בקולט הם מתחממים ומשקלם הסגולי פוחת עקב כך, ולכן הם עולים באמצעות צינור מחזיר אל חלקו העליון של הדוד, ומשם נשאבים אל הברז שלנו. מערכת יעילה תיצור סירקולציה (מעבר המים בצינורות הקולט) של המים 7 פעמים ביום.
סוג אחר של מערכת תרמוסיפונית הוא כזה אשר בו הדוד נמצא נמוך מהקולט (מחליף חום). במקרה זה יש לשאוב את המים מן הדוד לקולט במשאבה, ולהחזירם אל הדוד במשאבה, מכיוון שכיווני הזרימה של המים החמים והקרים מנוגדים למעשה לזרימה הטבעית שלהם.
המערכת התרמוסיפונית היא המכשיר האופטימאלי לחימום מים לצרכים ביתיים והן לצרכים אחרים, בייחוד בארץ, שבה התברכנו בימי שמש ובשעות שמש רבות ביום.
מערכת התרמוסיפונית אפשר להרכיב על כל גג ומבנה כמעט, בגלל הימצאות מרכיביה בגדלים שונים.
מערכת טרמוסיפונית מספקת מים חמים לאחר שעות חימום מעטות, מה שמהווה יתרון ניכר למשתמשים.
ניתן להשתמש בקולטים ובדוודים בגדלים שונים, בהתאם למבנה ולצרכי המשתמשים. דרישות האנרגיה הן שונות בכל בית אב, בעיקר בהתאם לגודל המשפחה.
ומה שחשוב ביותר: הפקת האנרגיה במערכת תרמוסיפונית היא בעלות 0 (אחרי הרכבתה הראשונית של המערכת כמובן), והיא ירוקה וידידותית לאיכות הסביבה.
