太阳能就是太阳辐射能。在太阳里，每时每刻都进行着激裂的核裂变和核聚变反应，从而产生大量的热。太阳表面的温度达6000℃左右，内部温度高达数百万度。由于太阳的温度很高，它不断地向宇宙空间辐射能量，包括可见光，不可见光和各种微粒，总称为太阳辐射。
地球上除核能以外的一切能源，无论是煤炭、石油、天然气、水力或风力都来自太阳，全球人类目前每年能源消费的总和只相当于太阳在40分钟内照射到地球表面的能量。太阳能随处可得，不必远距离输送，而且是洁净的能源。由于这些独特的优点，太阳能发电作为新兴的产业正在迅速崛起。太阳能发电系统可分为太阳能热发电和太阳能光发电两类，太阳能热发电就是利用太阳能将水加热，使产生的蒸汽去驱动汽轮发电机组。根据热电转换方式的不同，把太阳能电站分为集中型太阳能电站和分散型太阳能电站。塔式太阳能电站是集中型的一种，即在地面上敷设大量的集热器（即反射器）阵列，在阵列中适当地点建一高塔，在塔顶设置吸热器（即锅炉），从集热器来的阳光热聚集到吸热器上，使吸热器内的工作介质温度提高，变成蒸汽，通过管道把蒸汽送到地面上的汽轮发电机组发电。
分散型太阳能电站的集热装置的特点是以一个镜体配合一个吸热器组成一个独立的单元。根据发电容量的设计要求，串、并联若干单元组成电站。
太阳能光发电是利用太阳电池组将太阳能直接转换为电能。太阳电池由单晶硅或非晶硅薄膜制成，转换效率最多为10％～17％。将太阳电池排成方阵，其总面积决定所需的功率。太阳电池发出直流电，而且要随阳光的强弱变化，所以还得配备逆变器（将直流电变为交流电）、蓄电池和相应的调控设备。太阳能光发电已广泛用于人造地球卫星和宇航设备上，也可作为孤立地区的独立电源。然而将来其造价进一步降低之后，太阳能发电将进入千家万户。
近年来人们对建造宇宙空间太阳能电站的问题进行了大量的研究。宇宙空间太阳能电站是在绕地球的同步轨道上建造卫星电站，太阳辐射能通过光电转变成电能，用微波发生装置将电能转变为微波，然后再以集束形式把微波发射到地面接收站，地面接收装置再把微波转变成电能输送到电网中。