По типу отопления зимние сады можно условно разделить на отапливаемые и неотапливаемые. В том случае, если зимний сад не отапливается, он играет роль термической буферной зоны между улицей и основной постройкой. При этом основное строение отдаёт меньше энергии окружающей среде, поскольку перепад температур между основным строением и зимним садом меньше, чем между основным строением и окружающей средой. Это позволяет снизить расход тепла для отопления, но исключает возможность круглогодичного использования зимнего сада как жилого помещения. В качестве дополнительного источника тепла можно использовать солнечную энергию. Количество поступающей в зимний сад солнечной энергии зависит от интенсивности теплового излучения, угла падения солнечных лучей и типа остекления. При чрезвычайно низких наружных температурах с целью предотвращения образования конденсата и льда в неотапливаемых зимних садах устанавливают теплоизолирующие остекление.
Если зимний сад предполагается использовать в качестве жилища круглогодично, то его необходимо отапливать. Потери энергии в этом случае могут быть снижены за счёт правильного выбора типа остекления. При выборе отапливаемого зимнего сада автономная система отопления планируется на этапе создания архитектурного проекта дома. Проект отопительной системы составляется проектной организацией, имеющей лицензию на такой вид деятельности, с обязательным выездом на объект. В соответствии с чертежами, размерами помещений, расположением оконных и дверных проёмов, видом и эффективностью теплоизоляции, а, следовательно, возможными теплопотерями, осуществляется выбор типа системы, определяется её мощность, количество конечных элементов, длина труб и т. д. В случае выбора системы, работающей на основе напольного отопительного котла, необходимо оборудовать дополнительное помещение — котельную. Установку котла и всей отопительной системы лучше всего проводить во время строительства дома. В том случае, если предполагается скрытая (в стенах или полах) разводка отопительных труб, установку необходимо осуществлять до начала отделочных работ. Наружную разводку производят после окончания отделки.
Зимний сад можно отапливать разными способами: радиаторами, подключенными к центральному отоплению, автономными электрическими отопительными приборами, с помощью воздуха, нагретого кондиционером, а также "тёплым полом" — как электрическим, так и с жидким теплоносителем. Нередко используются комбинации этих систем. Кроме того, не стоит забывать и о "вольнонаёмном" помощнике — инфракрасном излучении. Можно рассчитать количество радиаторов, необходимых для сооружения. Для этого надо учесть общую площадь помещения, площадь прозрачных поверхностей и теплотехнические характеристики ограждающих конструкций (профилей и светопропускающих элементов). Однако на температуру внутри зимнего сада влияют и другие факторы, скажем, величина теплового излучения или местоположение сооружения. Или, например, вы загородили радиатор спинкой дивана, установили над ним подоконник, закрыли его декоративным экраном — нарушается движение воздуха, а значит, эффективность радиатора снижается. Не стоит забывать и о том, что у большинства современных радиаторов регулируется мощность. Поэтому во многих случаях расчёт отопления можно упростить: рассчитать количество радиаторов, нужное для закрытого помещения такой же площади и установить их в два раза больше. Рекомендуется располагать радиаторы по периметру зимнего сада. Тогда помещение будет обогреваться равномерно, не появятся "застойные зоны". Более того, тёплый воздух снижает образование конденсата на холодных поверхностях стекла или профиля, но только в том случае, если воздух движется. Таким образом, как уже было сказано, без вентиляции в остеклённом сооружении не обойтись. Ещё одна важная деталь: в условиях российских зим важно предусмотреть возможность удаления снега с крыши зимнего сада. Зачастую перепада температур на поверхности прозрачной крыши бывает недостаточно для таяния снега, и тогда эффективным оказывается дополнительный обогрев желобов и водосточных труб. Это позволит предотвратить давление снега на крышу, а также сохранить её прозрачность.