地球所接受的太阳能功率，平均每平方米为1353千瓦，这就是所谓的“太阳常数”。换句话说，太阳每秒钟照射到地球上的能量约为500万吨煤当量。这些能量为目前全世界人类的能耗量的3.5万倍。很久以来，人们不同程度地利用着太阳能量，近年来，温水器的直接利用，空调、太阳能电池的电力供给以及太阳能住房等方面都有了很大发展。
太阳能转换为电能有两种基本途径：一种是把太阳辐射能转换为发电用热能，即“太阳热发电”；另一种是通过光电器件将太阳光直接转换为电能，即“太阳光发电”。
太阳热发电，全世界以以色列的技术最为先进。吸取加州的技术，巴西、印度、摩洛哥正在计划进行设备的建设，世界银行已开始提供资金给开发中的国家。
入射到地球表面的太阳能是广泛而分散的，要充分收集并使之发挥热能效益，就必须使用一种能把太阳光发射并集中在一起，进而变成热能的系统。一种方法是采取一种能把太阳光反射并集中加热，转换成为高温水蒸气，以蒸汽涡轮机变换为电。也可以通过抛物面型的聚光镜将太阳热集中，使用计算机让聚光镜追随太阳转动。后者的热效率很高，将引擎放置在焦点的技术发展的可能性最大。
除了太阳热发电技术外，目前人类社会也在大力开发太阳光发电技术。太阳辐射的光子带有能量，当光子照射半导体材料时，光能便可转换为电能，这个现象叫“光生伏打效应”。太阳电池就是利用光生伏打效应制成的一种光电器件。
太阳电池与普通的化学电池（干电池、蓄电池）完全不同，是一种物理性质电源。虽然太阳光一照射，太阳电池就能发电，但它与一般的发电机的原理相去甚远，它无旋转和磨损，能静悄悄地发电。
人类直接利用太阳能有三大技术领域，即光热转换、光电转换和光化学转换。此外，还有储能技术。
太阳能化学转换包括：光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应，目前该技术领域尚处在实验研究阶段。
太阳光电转换，主要是对各种规格类型的太阳电池板和供电系统的应用。
太阳电池是把太阳光直接转换成电能的一种器件。
太阳电池的光电效率约10～14%，其产品类型主要有单晶硅、多晶硅和非晶硅。国内产品（指光电装置全部费用）价格约60～80元/峰瓦。
太阳电池的应用范围也很广。例如人造卫星、无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、电围杆、黑光灯、航标灯、铁路信号灯等。
太阳光热转换技术的产品最多。例如热水器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热力发电装置及太阳能医疗器具。