Energia elettromagnetica prodotta dal Sole, che raggiunge la Terra in ragione di ca 178 000 milioni di milioni di watt (terawatt) ogni anno (15 000 volte l'attuale consumo di energia da parte dell'uomo). Solo una piccola parte di questa energia diviene realmente disponibile per sostenere la vita sul nostro pianeta, e una frazione ancora più modesta è usata dall'uomo per i suoi fabbisogni. Il termine energia solare sta anche a indicare un insieme di tecnologie volte allo sfruttamento dell'energia proveniente dal Sole, sia direttamente (conversione fotovoltaica, riscaldamento solare, riscaldamento passivo, conversione elio-termo-elettrica), sia indirettamente attraverso l'energia eolica e le biomasse. L'energia solare è una fonte energetica ideale per pulizia e rinnovabilità, ma il suo sfruttamento pone problemi legati all'incostanza dell'irraggiamento (dovuta ai fenomeni atmosferici e stagionali) e alla sua scarsa concentrazione per unità di superficie. 

• Conversione fotovoltaica  

Alcune sostanze particolari e opportunamente trattate (semiconduttori) generano corrente elettrica per effetto fotovoltaico quando sono esposte alla luce solare. I sistemi fotovoltaici non possiedono parti in movimento, non necessitano di manutenzione e non fanno uso di acqua: possono pertanto essere installati in luoghi aridi o isolati. Inoltre gli impianti fotovoltaici possono essere realizzati in taglie estremamente variabili e quindi adattabili alle varie esigenze. Il rendimento delle celle fotovoltaiche è ca del 10%, ma celle sperimentali ad arseniuro di gallio-antimoniuro di gallio sono in grado di raggiungere un'efficienza superiore al 30%. Il costo di produzione dell'energia elettrica con questo metodo è circa cinque volte quello di produzione con metodi convenzionali, ma si sta progressivamente abbassando con il raffinarsi della tecnologia.

Riscaldamento solare e riscaldamento passivo

L'energia solare può essere convertita in calore attraverso i pannelli solari, che riscaldano a temperatura relativamente bassa (inferiore a 100 °C) l'acqua usata per usi igienici e per il riscaldamento. Questo impiego dell'energia solare può avvenire solo su piccola scala, ma la sua diffusione, specie in comunità e in ambienti idonei, può consentire notevoli risparmi energetici. Un sensibile risparmio si ottiene anche con il riscaldamento passivo, una tecnica costruttiva architettonica che permette di massimizzare il riscaldamento di un edificio nei momenti di minima insolazione (così come di ridurre il riscaldamento degli ambienti nei momenti di massima insolazione).

Conversione elio-termo-elettrica

È un metodo di conversione dell'energia solare in energia elettrica. La luce solare viene concentrata tramite specchi su un fluido che, così riscaldato, produce vapore in uno scambiatore di calore. Il vapore entra poi in un ciclo di produzione dell'energia elettrica di tipo convenzionale, basato sul binomio turbina-alternatore.