将太阳光聚焦后投射到吸热管上可以提高集热管的运行温度，把聚焦反光镜与吸热管一同放入真空管内构成内聚光真空集热管，下图是内聚光真空集热管的纵向截面图，说明了聚光原理。在罩玻璃管中轴位置有吸热管，吸热管下方有金属镜面反射板。若反射板采用标准抛物面，只有正面光束能汇聚到吸热管，对于侧方光束必须有跟踪系统方可接受，内聚光真空集热管的反射板采用复合曲面设计，可使正射光束与斜射光束均能会聚在吸热管上，无需跟踪系统。

内玻璃管作为吸热管在封口前已在管壁覆盖了选择性吸收涂层，反射板也是在封口前放在内外玻璃管之间并由支架支撑。内外玻璃管之间要抽真空。下面是有反射板与吸收涂层的玻璃真空管剖面图。

采用热管代替铜管有更好的传热效果，而且便于安装。下图为内插热管的内聚光真空集热管。

把反射板做成复合抛物面镜（CPC），有更好的侧向光汇聚效果，下图是采用复合抛物面镜的内聚光真空集热管纵向截面图，由于吸热管是圆柱并放在镜内侧，与标准复合抛物面镜（CPC）聚光有些差别，图中显示了聚光的原理。这种结构的缺点是吸热管在外管内侧面（不在中心），玻璃管制作工艺较复杂。

内聚光真空集热管的运行温度在100度以上，适合一些高温应用场合。用多根内聚光真空集热管组成内聚光真空集热器，组成方法与其他真空集热器一样，这里不再图示了。