בריכת שמש היא מאגר מים גדול, בו שכבות המים מכילות מלחים בריכוזים שונים.
עומק המים בבריכת שמש, הוא מסדר גודל של מטרים בודדים.
אם ניקח כלי מים גדול, ונצבע את קרקעיתו בשחור, נקבל מתקן הקולט את אנרגיית השמש. אולם עליית הטמפרטורה של מתקן זה תהיה של מספר מעלות בלבד, מכיוון שקרינת השמש הפוגעת תיבלע על ידי קרקעית הכלי, המים ליד התחתית יתחממו, יעלו למשטח העליון של המים ושם יתפזר החום.
בבריכת שמש מצויה מלכודת חום המונעת מהמים החמים לעלות לשכבות העליונות, ובכך מונעת את בריחת החום מהבריכה.
כאשר במים מומסים מלחים בכמות רבה, ותחתית הבריכה מכילה ריכוז מלחים גבוה בהרבה מריכוז המלחים בשכבות שמעליה, נמנעת הסעת המים החמים כלפי המשטח העליון של המים.
לצורך ההסבר נתייחס למבנה המורכב מ 3 שכבות כבאיור:
שכבה תחתונה מכילה ריכוז גבוה ואחיד של מלחים בריכוז מכסימלי. שכבה זו בולעת את קרינת השמש המגיעה אליה, והטמפרטורה שלה עולה בעשרות מעלות.
שכבה עליונה מכילה ריכוז הומוגני נמוך של מלחים. קרינת השמש עוברת דרכה (היא שקופה) והיא נותרת בטמפרטורה נמוכה.
שכבה אמצעית מכילה מלחים בריכוז הגדל ככל שיורדים לעומק. המים בשכבה זו אינם יכולים לעלות לשכבה העליונה, מכיוון שכל שכבה גבוהה יותר מכילה ריכוז מלחים נמוך מזה של השכבה שמתחתיה. השכבה היותר עליונה קלה יותר, ולכן לא נוצרת תנועה של מים חמים כלפי מעלה. שכבה זו פועלת כמבודד תרמי ובאותו זמן היא שקופה לקרינת השמש העוברת דרכה לשכבה התחתונה.
