Kasvihuoneiden rakennesuunnittelu sisältää yleensä katot, seinät, ikkunat ja muut osat, joilla on erilainen rooli lämmön varastoinnissa. Katto on yleensä valmistettu läpinäkyvistä tai läpikuultavista materiaaleista, kuten lasista tai muovikalvosta, jotta kasvihuoneeseen pääsee enemmän auringonvaloa. Seinät on valmistettu lämpöhäviön vähentämiseksi materiaaleista, joilla on hyvä lämmöneristyskyky, kuten betoni, tiili tai eristelevy. Ikkunoiden suunnittelussa tulee huomioida ilmanvaihdon ja eristyksen välinen tasapaino, jotta kasvihuoneen lämpötilaa ja kosteutta voidaan säätää tarvittaessa.
Materiaalivalinnalla kasvihuoneissa käytetään yleensä materiaaleja, joilla on korkea lämmönvaimennus ja hyvä lämmöneristyskyky. Seinämateriaaliksi voidaan valita esimerkiksi betoni tai tiili, jolla on hyvä lämmönvarastokyky, jotta se imee auringonvaloa ja varastoi lämpöä päivällä ja vapauttaa lämpöä yöllä ylläpitääkseen lämpötilaa kasvihuoneessa. Lisäksi kasvihuoneissa käytetään myös uusia materiaaleja, kuten faasimuutosmateriaaleja, jotka voivat imeä tai vapauttaa lämpöä lämpötilan muuttuessa, mikä parantaa entisestään kasvihuoneen lämmöneristyskykyä.
