1、温室效应与土壤的热转换器效应：日光温室的热能来源于阳光辐射能，白天阳光辐射。以短波光的形式，穿过温室透明覆盖物，进入温室内，绝大部分被土壤以及墙壁、立柱、后墙、后屋面和蔬菜作物吸收，使这些物质的温度提高，阳光能转换为热能，这就是温室土壤和温室建材的热转换器效应。这些热能再以长波辐射、传导、对流等方式传播出来，这些长波辐射又被空气吸收，提高温室内的气温。
2、温室热平衡：土壤中的热量也会向温室外部的温度较低的土壤和向下部土壤传导。温室内的热空气可以使前屋面薄膜变热，而薄膜再以长波辐射的形式向外散失热量。温室白天既增温又散热，而夜间只散热不增温。如果温室获得的热量多，散失的热量少，温室就升温，反蜘的热量少，散失的热量多，温室就降温，这就是温室的平衡，保温设计就是要减少热量的损失。
3、保温设计：温室的跨度，是决定温室保温性能的重要因素，从温室的前屋角到温室后墙间的距离，是温室的跨度。跨度的大小与温室的种类与高度有关。合理的高跨比值应达到0.5以上。在北纬40°的地区，跨度为6米为宜，40°以南地区，以7米为宜。为了减少温室放热，最好采用导热系数小的建筑材料。最好用土墙，如用砖墙，中间应留空隙或用填剩填实。在建造温室时，墙体采用异质复合壁最为合理，内墙采用吸热系数大的材料，如石块、砖块，以增加墙体的吸热和储存热量的能力，这样温室夜间温度不会太低；外墙采用隔热性能好的材料，如空心砖或土坯，以防止热量散失。最经济的是用夯土墙或者草泥垛墙，效果很好。日光温室的墙体厚度，应达到当地冻土层的厚度，如达不到，可在墙体外培土，也可在墙体外加风障，在墙体与风障之间填充乱草稻壳等，总的要求是不可使墙内侧上霜。
山墙和后墙、后屋面和墙体的结合部分要严密，无裂缝。在温室设门的一端，要加缓冲间，门内外两侧要加两层门帘。前屋面覆盖薄膜要严密。
当前主要采用草苫、双层草苫和草苫加纸被(4-6层牛皮纸缝合)。另外夜间可扣小拱棚，设置天幕也是温室夜间保温的有效措施。
在日光温室前20厘米处，以及温室的周围挖深50-60厘米，宽25厘米的防寒沟，沟内用塑料薄膜封底，其上加人乱草，踏实，上面再覆盖薄膜，防止雨水流人，其上压土。以此隔断温室土壤向温室周围土壤的横向传导散热。
