Siltumnīcu konstrukcijas projektēšanā parasti ietilpst jumti, sienas, logi un citas detaļas, kurām ir dažādas lomas siltuma uzglabāšanā. Jumts parasti ir izgatavots no caurspīdīgiem vai caurspīdīgiem materiāliem, piemēram, stikla vai plastmasas plēves, lai siltumnīcā iekļūtu vairāk saules gaismas. Lai samazinātu siltuma zudumus, sienas ir izgatavotas no materiāliem ar labiem siltumizolācijas rādītājiem, piemēram, betona, ķieģeļu vai izolācijas plāksnēm. Logu projektēšanā jāņem vērā līdzsvars starp ventilāciju un izolāciju, lai vajadzības gadījumā pielāgotu temperatūru un mitrumu siltumnīcā.
Attiecībā uz materiālu izvēli siltumnīcās parasti tiek izmantoti materiāli ar augstu siltuma absorbciju un labu siltumizolācijas veiktspēju. Piemēram, sienas materiāls var izvēlēties betonu vai ķieģeļus ar labu siltuma uzglabāšanas spēju, lai absorbētu saules gaismu un uzglabātu siltumu dienas laikā, un atbrīvotu siltumu naktī, lai uzturētu temperatūru siltumnīcā. Turklāt siltumnīcās tiek izmantoti arī daži jauni materiāli, piemēram, fāzes maiņas materiāli, kas var absorbēt vai izdalīt siltumu, mainoties temperatūrai, vēl vairāk uzlabojot siltumnīcas siltumizolācijas rādītājus.
