L'energia solare è la fonte primaria di energia per eccellenza.

Ogni anno il sole irradia sulla terra 19.000 miliardi di TEP (Tonnellate Equivalenti Petrolio) mentre la domanda annua di energia è di circa 10 miliardi di TEP. In Italia la domanda annua è di circa 190 milioni di TEP.

Praticamente tutta l' energia che oggi utilizziamo ha origine dalla radiazione solare, compresi i combustibili fossili. In questa sezione saranno trattati i sistemi termosolari, i sistemi fotovoltaici sono trattati nella sezione omonima

L'energia termica derivante dall' irraggiamento solare può essere "catturata" in molti modi e utilizzata per le varie necessità energetiche: come semplice energia termica utile alla produzione di acqua calda per usi sanitari e per riscaldamento ma anche per ottenere energia frigorifera, energia elettrica o energia meccanica.

Le attuali migliori tecnologie permettono anche la cogenerazione di più tipologie di energia ed è possibile accumulare l'energia termica in molti modi e per differenti usi.

Il potenziale dell'energia ottenibile dal calore proveniente dal sole è tale da soddisfare buona parte delle necessità termiche e una non marginale quota di energia elettrica, inoltre si può ottenere anche il calore necessario nella produzione di carburanti biologici.