Energia solara este reprezentata de razele de lumina si caldura care ies de la soare si sunt folositoare pentru diverse tehnologii in curs de dezvoltare cum ar fi sisteme de incalzire a apei, panouri fotovoltaice, energie electrica termala, arhitecturi solare si fotosinteza artificiala.
O cantitate imensa de energie solara ajunge la suprafata pamântului in fiecare zi. Aceasta energie poate fi captata, si folosita sub forma de caldura in aplicatii termo-solare, sau poate fi transformata direct in electricitate cu ajutorul celulelor fotovoltaice(CF) .
Pentru a intelege cum CF si sistemele termo-solare capteaza energia solara, este important sa intelegem cum aceasta isi urmeaza cursul de la soare spre Pamânt si cum acest flux se schimba periodic.
Reactiile de fuziune din soare au loc intre atomi de hidrogen, care se combina si formeaza atomi de helium. in urma acestui proces se degaja energie sub forma unor radiatii cu energie mare, mai cu seama raze gamma. in timp ce aceaste radiatii migreaza din centrul spre exteriorul sferei solare, ele reactioneaza cu diferite elemente din interiorul soarelui si se transforma in radiatii cu energie mica. Soarele a produs in acest fel energie timp de aproximativ 5 miliarde de ani, si va continua sa faca la fel pentru inca 4-5 miliarde.Cantitatea de energie solara ce atinge la un moment dat un anumit loc de pe suprafata Pamântului se numeste constanta solara, valoarea ei depinzând de mai multi factori. Daca soarele este la amiaza si cerul este senin, radiatia pe o suprafata orizontala este de aproximativ 1000 de W pe metru patrat. Se observa scaderea constantei solare când suprafata nu este orientata perpendicular pe razele soarelui.
Pamâtul se invârte in jurul axei sale o data pe zi si se roteste, intr-o orbita eliptica, in jurul soarelui, o data pe an. Axa in jurul careia se invârte Pamântul este inclinata cu aproximativ 23 de grade de la verticala. Aceasta inclinare a dat nastere anotimpurilor: când inaltimea la care se gaseste soarele pe cer afecteaza si ea valoarea constantei solare.
Cand axa Pamântului este inclinata spre soare, emisfera nordica primeste mai multe radiatii solare (vara). sase luni mai târziu, când axa nu este inclinata spre soare, in emisfera sudica este vara, deci cantitatea de radiiatii solare ce va atinge Pamântul este mai mare.
Tehnologiile solare sunt caracterizate ca pasive din punct de vedere solar sau active din punct de vedere solar, in functie de cum capteaza si transmit energia solara. Tehnicile active includ folosirea panourilor fotovoltaice si a colectoarelor termale. Tehnicile pasive includ orientarea catre soare, selectand materiale cu masa termala favorabila sau cu proprietati de disperise a caldurii, desenand spatii in care in mod normal circula aerul.