Langzeitspeicher bilden eine besondere Art der Solarspeicher. Kennzeichnend ist, dass die Technik der Langzeitspeicher nicht auf Wasser als Wärmeträgermedium beruht. Latentwärmespeicher und thermochemische Speicher sichern Wärme durch endothermische, Reaktionen. Das bedeutet, dass eine Reaktion stattfindet, bei der Energie in Form von Wärme aus der Umgebung aufgenommen wird. Diese Wärme wird durch eine exotherme Reaktion wieder abgegeben, indem Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Kurz: bei Latentwärmespeichern ändert das Speichermedium zwischen Ladung und Entladung seinen Aggregatzustand.
Durch thermochemische Speicher oder auch Latentwärmespeicher kann Wärme fast verlustfrei gespeichert werden. Gleichzeitig gewährleisten sie eine hohe Energiedichte, was eine Versorgung mit Solarwärme im ganzen Jahr garantiert. Dabei ist es in Fernwärmenetzen auch möglich durch thermochemische Speicher den Lastausgleich vornehmen zu lassen.
Besonders in thermochemische Speicher setzen forscher ihre Hoffnungen, da die Energiedichte 200 bis 500 kWh/ m³ betragen kann. Speichermittel sind hier oft Silikagel oder Zeolith. Dem Speichermittel wird beim Aufladen des Speichers im Sommer Wärme zugeführt und anschließend Wasser in Form von Dampf entzogen. Nach dieser Desorption kann der Vorgang auch rückwärts ausgeführt werden. Wenn Wasserdampf zugeführt wird, lagert sich dieser an die porösen Speichermedien an, wodurch gleichzeitig Wärme freigesetzt wird.
Großer Vorteil thermochemischer Speicher oder von Latentwärmespeichern ist, dass je nach Speichermittel durch genau festgelegte Schmelztemperaturen möglichst viel Wärmeenergie in wenig Masse gespeichert werden kann.