太阳能副水箱的工作原理如同抽水马桶，里面有一个浮球和一个堵头。当太阳能水箱里面的水位下降时，副水箱上的浮球下沉，堵头打开，连接在副水箱上的冷水管里的冷水进入副水箱，然后通过堵头冷水再进入主水箱。连接在副水箱上的冷水管需要直接连接到家里的冷水管道上，这根管不走热水，所以必须使用另外一根热水管连接太阳能水箱和家里的热水网路，称为双管供水。
如果太阳能不是使用副水箱控制上水，可以使用控制器控制上水，在进冷水的管子上使用电磁阀，这样也是使用两根水管，区别是有副水箱的太阳能一边用水一边加水，会越洗越冷。而使用电磁阀的太阳能不会出现这种问题，使用单管的太阳能热水器多数使用增压泵手动上水。