Doğal bir füzyon reaktörü olan güneşin enerji kaynağı 4 Hidrojen atomunun dan 1 Helyum atomuna dönüşmesinde gizli bir atom enerjisidir.4 hidrojen atomunun 4,032 birim ağırlıkta, buna karşılık olarak 1 Helyum atomu 4,003 birim ağırlığında olmaktadır. Sonucu itibari ile 0,029 birim ağırlık Alber Einstein'ın madde enerji bağıntısı sonucu enerjiye dönüşmektedir. Yani güneşte her saniyede 564 milyon ton hidrojen, 560 milyon ton helyuma dönüşmekte ve kaybolan 4 milyon ton kütle karşılığı 3,86×1026 J enerji açığa çıkmakta, bu enerji ısınım şeklinde uzaya yayılmaktadır. Toplam enerji rezervi 1,785×1047 J olan bu yıldız daha milyonlarca yıl ışımasını sürdüreceğinden Dünya için sonsuz bir enerji kaynağıdır. Dünya’nın çapına eşit bir dairesel alan üzerine çarpan güneş gücü, 178 trilyon kW düzeyindedir. Güneş enerjisi uzaya ve gezegenlere elektromanyetik ısınım radyasyon biçiminde yayılır. Dünya’ya Güneş’ten gelen enerji, dünyada bir yılda kullanılan enerjinin 20 bin katıdır.

Güneş enerjisi günümüzde konut ve işyerlerinin iklimlendirilmesi ısıtma-soğutma, yemek pişirme, sıcak su temin edilmesi ve yüzme havuzu ısıtılmasında; tarımsal teknolojide, sera ısıtması ve tarım ürünlerinin kurutulmasında; sanayide, güneş ocakları, güneş fırınları, pişiricileri, deniz suyundan tuz ve tatlı su üretilmesi, güneş pompaları, güneş pilleri, güneş havuzları, ısı borusu uygulamalarında; ulaşım-iletişim araçlarında, sinyalizasyon ve otomasyonda, elektrik üretiminde kullanılmaktadır.

Güneş enerjisi teknolojileri yöntem, malzeme ve teknolojik düzey açısından çok çeşitlilik göstermekle birlikte iki ana gruba ayrılabilir:

Isıl Güneş Teknolojileri: Bu sistemlerde öncelikle güneş enerjisinden ısı elde edilir. Bu ısı doğrudan kullanılabileceği gibi elektrik üretiminde de kullanılabilir.

Güneş Pilleri: Fotovoltaik piller de denen bu yarı-iletken malzemeler güneş ışığını doğrudan elektriğe çevirirler.