Der Großteil aller solarthermischen Anlagen dient der Brauchwassererwärmung und der solaren Raumheizung. Für Landwirtschaft und Gewerbe wird aber Prozesswärme aus solarthermischen Großanlagen zunehmend attraktiv. Je nach Kollektortyp können Betriebstemperaturen im Nieder- und Mitteltemperaturbereich erzeugt werden. Damit kann ein Großteil der Endenergie für industrielle Prozesse solar erzeugt werden. Für Betriebstemperaturen bis etwa 150°C werden verbesserte Flach- und Vakuumkollektoren eingesetzt, für Temperaturen bis 400°C lassen sich nachgeführte fokussierende Kollektoren verwenden.

Mögliche Prozesse sind die Trocknung von Lebensmitteln und Produkten, Reinigung, Gärung, Dampferzeugung sowie Entsalzung und Wasseraufbereitung.

Über eine Kopplung mit solarthermischer Stromerzeugung ist oft eine bessere Gesamtwirtschaftlichkeit zu erzielen.