Per energia solare si intende l'energia prodotta sfruttando direttamente l'energia irraggiata dal Sole, fonte di energia rinnovabile per eccellenza, verso la Terra.

Il sole ha una temperatura in superficie di 6.000 gradi centigradi e di 16 milioni di gradi centigradi al suo interno In qualsiasi momento il Sole trasmette sull'orbita terrestre 1367 watt per m² e l'irraggiamento solare medio è, alle latitudini europee, di circa 200 watt per m² (l’energia fornita dipende fortemente dalla latitudine, dalla stagione, dall'ora del giorno e dalla trasparenza dell'atmosfera). Da cinque miliardi di anni, quindi, l'irraggiamento solare determina l'equilibrio dell'ecosistema della Terra.

La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è quindi enorme, circa diecimila volte superiore a tutta l'energia usata dall'umanità nel suo complesso, ma poco concentrata, nel senso che è necessario raccogliere energia da aree molto vaste per averne quantità significative.

Per il suo sfruttamento, però, occorrono in genere prodotti di costo elevato che rendono l'energia solare notevolmente costosa rispetto ad altri metodi di generazione dell'energia. Lo sviluppo di tecnologie che possano rendere economico l'uso dell'energia solare è un settore della ricerca molto attivo ma che, per adesso, non ha avuto risultati rivoluzionari.

L'energia solare può essere utilizzata per generare elettricità (fotovoltaico) o per generare calore (solare termico). Sono tre le tecnologie principali utilizzate per sfruttare l'energia del sole: il pannello solare termico, il pannello solare a concentrazione e il pannello fotovoltaico.

Per quanto riguarda le prime due, utilizzate per la produzione di calore, si può fare una distinzione tra tecnologie a media e alta temperatura (è il caso del pannello solare a concentrazione) e tecnologie a bassa temperatura.

Le tecnologie a media e alta temperatura si realizzano attraverso l'utilizzo di concentratori solari parabolici lineari o puntuali, che sono in grado di raccogliere l'energia solare di un'ampia superficie e di concentrarla in uno spazio relativamente ridotto, al fine di aumentarne considerevolmente la temperatura.

Tale tipo di tecnologia è meno usata di quella a bassa temperatura , tuttavia i recenti sviluppi tecnologici e gli studi introdotti dall'applicazione del protocollo di Kyoto sulle emissioni serra, hanno rilanciato anche questo tipo di tecnologia. E’ nel solare termico a bassa temperatura, comunque, che va ricercato il maggior potenziale di crescita e il maggior successo nel contenimento delle emissioni serra.

L'Italia, grazie all'ottima esposizione solare di cui gode e alla tipologia edilizia prevalente nelle abitazioni, è uno dei paesi più adatti allo sfruttamento di questa tecnologia. Nonostante ciò siamo molto indietro rispetto a paesi europei come Germania e Austria.