太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。太阳每秒种照射到地球上的能量就相当于500万t煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它的资源丰富，即可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。太阳能的光电利用和太阳能的光热利用已日益广泛。在高科技的支持下，可以期望太阳能将成为21世纪的最主要的辅助能源。
一、太阳能热利用
1太阳能集热器
太阳能集热器是把太阳辐射能转换成热能的设备，太阳能集热器按是否聚光这一主要特征可以分为非聚光和聚光两大类。
2太阳能热水器
太阳能热利用中历史最优久，应用得最广泛的就是太阳能热水器。太阳能热水器通常由平板集热器、蓄热水箱和连接管道组成。按照流体流动的方式分类，可将太阳能热水器分成三大类：闷晒式、直流式和循环式。循环式太阳能热水器是应用最广的热水器，按照水循环的动力又可分为自然循环和强迫循环。水箱中的冷水从集热器的底部进入，吸收太阳能后温度升高，密度降低，与冷水之间形成的密度差构成了循环的动力。当循环水箱的顶部的水温达到使用温度的上限时，则由温控器打开电磁阀使热水流入热水箱，与此同时补给水箱自动补水。当水温低于使用户得到所需温度的热水，使用起来非常方便。
3太阳能干燥
太阳能干燥方式大体可分为两类：一类是所谓“吸收式”太阳能干燥器，它是通过罩直接暴晒待干燥物品；另一类是所谓“对流式”太阳能干燥器，它是利用太阳能空气集热器将加热后的空气直接或间接用于待干燥物品的干燥。
4太阳能海水淡化
太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。
5太阳炉
太阳炉是利用聚光系统将太阳辐射集中在一个小面积上而获得的设备。由于太阳炉无杂质，可以获得3500℃左右的高温，因此在冶金和材料科学领域中倍受重视。
6太阳能制冷
太阳能制冷是指利用太阳辐射热作动力来驱动制冷装置工作。太阳能制冷之所以前景诱人，就是由于越是太阳辐射强的时间环境气温越高，越需要制冷。但太阳能制冷的开发利用远不如太阳能取暖，主要是制冷系统和设备比采暖复杂，成本很高。
7太阳池
太阳池是一种人造盐水池。它利用具有一定盐浓度梯度的池水作为太阳能的集热器和蓄热器，实验池发现80cm深处，水温可达90℃，从而为大规模地廉价利用太阳能开辟了一条广阔的途径。由于太阳池发电的成本远低于其他太阳能发电方法，其价格还可同燃油电站竞争，因此21世纪将有较大发展。
8太阳能热动力发电
用反射镜将太阳光聚集照射到锅炉上产生蒸汽发电。
二、太阳能光利用
太阳能光利用最成功的是用光-电转换原理制成的太阳能电池。太阳能电池1954年诞生于美国贝尔实验室。太阳电池不必将太阳光能转换成热能，再由热能转换成电能，它是利用半导体内部的光电效应。当太阳光照射到一种称为“P-N结”的硅半导体上时，波长极短的光很容易被半导体晶体内部吸收，并去碰撞硅原子的：价电子，使“价电子”获得能量变成自由电子而逸出晶体，从而产生电子流动。太阳电池质量的一个重要指针是它的光电转换效率，例如单晶硅太阳能的理论转换效率约为28%，实际光电转换效率为15%，还有进一步改进的余地。太阳电池不但可以利用太阳光的直射，还可以利用太阳的散射光；它重量轻，无活动部件，使用安全，单位质量有相当大的功率输出，可适用小型或大型发电，因此它一诞生就倍受关注。太阳能汽车，太阳能游艇，太阳能自行车，太阳能飞机都相继问世。而对人类最有吸引力的是所谓德尔跨世纪的太空太阳电站。
三、太阳能照明
太阳能供电路灯是将太阳光能经过储能转化为直流电，在夜晚储存的直流电再自动供给照明系统，通过逆变装置产生高频、高压电流使路灯发光。该系统由太阻能电池板、灯具、控制线路、安装杆等五部分组成。实验证明,新型路灯的亮度完全能满足城市干道对照明的要求。这种太阳能路灯不仅结构简单，无污染，而且价格适宜，性能可靠。在连续阴雨情况下,仍能正常工作。太阳能路灯使用广，对边远山区、海岛、沙漠等无电、少电或电源成本高的地区，尤其具有不可替代的优越性，同时也能满足城市街道、港口及建筑照明用电。它使用灵活方便，能根据不同用户和不同地区对照明度的需要,任意选择和配置太阳电池板的大小、蓄电池的容量及控制系统自动或手动定时；可靠性强，五年之内不需维护。
太阳电池板有抗风雹能力，一般寿命在20年以上；整套系统满足我国南北温度的变化，并有温度补偿的功能。该系统技术先进，性能价格比高。其控制部分除考虑到作为一个电源系统所应有的必备功能外，还具有系统自动定时控制和手动定时控制的功能；其灯具采用逆变技术，发光效率高，能源功耗低