Солнечная энергетика используется либо путем преобразования в тепловую, либо в процессе фотохимической реакции.

Чрезвычайной популярностью пользуется применение энергии солнца для отопления и подогрева воды. Такие системы подразделяются на активные и пассивные.

Человек давно научился использовать солнечную энергию для обогрева жилища. Толстые стены домов аккумулировали солнечное тепло, а обращенные к югу окна позволяли солнцу обогревать помещение изнутри. В наши дни древнюю систему усовершенствовали: стены окрашивают в черный цвет, перед ними устанавливают стеклянную панель и нагретый под стеклом воздух обогревает дом. Со временем каменную стену научились заменять "водяной".

Хорошо зарекомендовали себя активные системы, подогретую воду в которых прокачивает насос. Применяются солнечные системы и в промышленности. С их помощью происходит мойка стеклотары, пастеризация, сушка сельхозпродуктов.

Принцип отражающего солнечного коллектора базируется на применении отражающих элементов, концентрирующих солнечное тепло и учитывающих его перемещение. Для этого применяют линзы либо зеркала. Сфокусированный солнечный свет нагревает жидкость центрального теплоприемника, которая подается в специальный бак-аккумулятор.

Внедрению солнечных теплоустановок препятствует их высокая стоимость, однако, для удаленных районов применение таких устройств оправданно.

Большую эффективность при использовании энергии солнца дает прямое получение из  нее электроэнергии посредством применения фотоэлементов. Фотоэлемент являет собой светочувствительную пластину, для изготовления которой используют селен, кремний, арсенид, галлий, диселенид кремния и еще некоторые материалы. Захваченный полупроводником элемента фотон создает электрический импульс и возникает электричество. Мощность солнечных батарей варьируется от грандиозных электростанций, чья площадь занимает несколько миллионов квадратных метров, до карманных устройств.

Проблема цикличности получения солнечной энергии и ее зависимости от погоды преодолевается путем внедрения методов электрохимического накопления с применением аккумуляторов, механического накопления и с применением водорода. Хороший эффект дает комбинирование фотоэлементов с такими источниками энергии, как ветровые.

Фотоэлектрические солнечные батареи не требуют громоздкого обслуживания, являются долговечными и не загрязняют окружающую среду.

Современные установки солнечных батарей обеспечивают работу всей бытовой техники, функционирование зон отдыха и лечения, где не допускается загрязнение атмосферы, работу буев, маяков, теле- и радиокоммуникационных систем. Использование солнечных батарей в пустынных районах приносит дополнительные удобства, например, в виде "солнечных зонтиков", под которыми можно выращивать склонные к затенению теплолюбивые культуры. Современная промышленность производит солнечные коллекторы являющиеся одновременно элементами конструкции здания (солнечные дома).

В настоящее время наблюдается бурное развитие солнечной энергетики. Мощность всех произведенных батарей составляет 10 ГВт, а объединенная площадь всех солнечных коллекторов составляет свыше 21 млн. м². Лидерами производства оборудования для солнечной энергетики являются Япония, США, Израиль и Греция.

На территории бывшего СССР производится около  40 тыс. м² солнечных батарей, площадь же функционирующих коллекторов составляет 40 тыс. м². Низкий технический уровень указанного оборудования позволяет констатировать, что перспективы солнечной энергетики на просторах екс-СССР выглядят не радужно.

Меж тем принцип  фотоэлектрического преобразования солнечной энергии приобретает все большую популярность в среде возобновляемых источников энергии. На сегодня суммарная мощность существующих в мире установок превышает  938 МВт, а темпы развития за 5 последних лет составляют 30%.  Как видим: солнечные электростанции – непременный атрибут недалекого будущего.

Все еще ожидает своего решения вопрос дороговизны вырабатываемого электричества. Бесплатная, по идее энергия солнца обходится сегодня в 20 - 30 цент./(кВт/ч), и существенно превосходит стоимость электричества, выработанного "по старинке".