显示的土地面积（黑色小点）的平均日射量与太阳能发电（18 TW是每年568 Exajoule，EJ）取代世界初级能源供应量需要。 日射量对于大多数人来说是从150到300 W/m2或3.5至7.0 kWh/m2/天.
太阳能是指主要用于实际目的利用太阳光辐射。然而，除了地热能和潮汐能以外，所有其他的可再生能源都是来源自太阳的能量。
太阳能技术被广泛定性为被动的或主动的方式来捕获，转换和分配太阳光。主动式太阳能技术，利用太阳能光伏板，泵，风机将阳光转换为有用的输出。被动式太阳能技术，包括选择材料具有良好的热性能，设计，自然空气流通的空间，并按照太阳来安排的建筑物的位置。主动式太阳能技术，增加能源供应，被认为是供应端的技术；而被动式太阳能技术，减少替代资源的需要，通常被认为是需求端的技术。
利用太阳能的方法主要有：
使用太阳能电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能
利用便宜的镜子将阳光反射至昂贵高效能太阳能电池（但需要注意散热），可以减低发电成本
使用太阳能热水器，利用太阳光的热量把水加热
利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电
利用太阳的热能来进行吸附式制冷
透过机械及硬体设备来收集及传送太阳能的热量，以供应暖气设备。可分为主动式太阳能加热系统及被动式太阳能加热系统
利用太阳能的热量来驱动发动机
利用太阳能加热盐类，再用盐类储存的热量发电（在夜间仍会继续发电）
将吸收太阳能热量的系统整合于太阳能电池上，降低成本。
集中太阳能于定点制造龙卷风，利用龙卷风来做高效能的风力发电
利用太阳能作为热源进行海水淡化
能源作物也是一种太阳能
太空太阳能转换电能储存，输送到地面电能接收站，讯号接收站
根据环境与环境太阳日照的长短强弱，可移动式和固定式太阳能利用网
太阳能运输（汽车、船、飞机...等）、太阳能公共设施（路灯、红绿灯、招牌...等）、建筑整合太阳能（房屋、厂房、电厂、水厂...等）
太阳能装置，例如：太阳能计算机、太阳能背包、太阳能台灯、太阳能手电筒...等各式太阳能应用与装置
直到近期，太阳能还只能小规模使用，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题。但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了很好的应用，而且在一些情况下，太阳能发电已经有经济竞争力；现在太阳能的成本已经在许多市场达到电网平价。
