Jedną z możliwości zaoszczędzenia znacznych ilości energii grzejnej w szklarni jest zmniejszenie ilości ciepła przenikającego powierzchnię osłony. W tym celu wykonuje się wielowarstwowe pokrycie dachu. Składa się ono z kilku warstw materiału osłonowego, między którymi znajduje się powietrze lub inny gaz o właściwościach izolacyjnych (wykazujący złe przewodnictwo cieplne). Istnieją różne sposoby wykonania wielowarstwowego pokrycia dachu w już istniejącej szklarni: nowe wykonanie wielowarstwowej osłony, wymiana osłony pojedynczej na osłonę wielowarstwową oraz montaż osłony dodatkowej. Instalując w szklarni wszelkiego rodzaju osłony wielowarstwowe należy zwrócić uwagę na następujące problemy: konieczność uzyskania maksymalnej oszczędności energii wobec wysokich kosztów inwestycyjnych, problem zmiany klimatu związanej z wielowarstwowym pokryciem dachu i jej oddziaływanie na rośliny, zmniejszenie dostępu światła. Jako wielowarstwowe pokrycia dachu szklarni stosowane są trwale zespolone, przezroczyste osłony wielowarstwowe ze szkła, płyt z tworzyw sztucznych, folii i kombinacji różnych materiałów, takie jak np. szkło termoizolacyjne, podwójne i potrójne płyty żebrowane, folie podwójne i potrójne. Zapewniają one oszczędność energii zarówno podczas dnia, jak i nocą; w dzień prowadzą jednak do zmniejszenia dostępu światła do szklarni. Można stosować także trwale umocowane na ścianach szczytowych i bocznych pojedynczo oszklonej szklarni folie i płyty z tworzyw sztucznych, w tym wypadku obok własności materiałów osłonowych ważna jest także możliwość ich szybkiego i szczelnego mocowania. Istnieją także ruchome ekrany termoizolacyjne, montowane w przestrzeni wewnątrz szklarni, zapewniają one oszczędność energii jedynie nocą, ale za to nie ograniczające dostępu światła w ciągu dnia. Do energooszczędnych materiałów osłonowych należy także zaliczyć trwale instalowane specjalne szkło pokryte warstwą izolacyjną, którego stosowanie prowadzi do oszczędności w stopniu zależnym od zewnętrznych warunków atmosferycznych.