太陽能，一般是指太陽光的輻射能量，在現代一般用作發電。自地球形成生物以來，它們就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬幹物件，並作為保存食物的方法，如製鹽和曬鹹魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進一步發展。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。太陽能是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風能、化學能、水的勢能等等。
現在，太陽能的利用還不是很普及，利用太陽能發電還存在成本高、轉換效率低的問題，但是太陽能電池在為人造衛星提供能源方麵得到了應用。
太陽能是太陽內部或者表麵的黑子連續不斷的核聚變反應過程產生的能量。地球軌道上的平均太陽輻射強度為1367W/m2。地球赤道的周長為40000km，從而可計算出，地球獲得的能量可達173000tW（功率單位tW，中文為太瓦）。在海平麵上的標準峰值強度為1kW/m2，地球表麵某一點24h的年平均輻射強度為0.20kW/m2，相當於有102000tW的能量，人類依賴這些能量維持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（核能、地熱能資源除外），雖然太陽能資源總量相當於現在人類所利用的能源的1萬多倍，但太陽能的能量密度低，而且它因地而異，因時而變，這是開發利用太陽能麵臨的主要問題。太陽能的這些特點會使它在整個綜合能源體係中的作用受到一定的限製。
盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量的二十二億分之一，但已高達173000tW，也就是說太陽每秒鍾照射到地球上的能量就相當於500萬噸標準煤。地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質能以及部分潮汐能都是來源於太陽的；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能，所以廣義的太陽能所包括的範圍非常大，狹義的太陽能則限於太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉換。
太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環境無任何汙染。為人類創造了一種新的生活形態，使社會及人類進入一個節約能源減少汙染的時代。
太陽能電池是一對光伏效應並能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種，如：單晶矽、多晶矽、非晶矽、砷化镓、硒銦銅等。它們的發電原理基本相同，現以晶體為例描述光發電過程。P型晶體矽經過摻雜磷可得N型矽，形成P-N結。
當光線照射太陽能電池表麵時，一部分光子被矽材料吸收；光子的能量傳遞給了矽原子，使電子發生了躍遷，成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是：光子能量轉換成電能的過程。