Pequenas células fotovoltaicas que operam com luz solar ou luz artificial têm sido amplamente utilizadas em aplicações de baixo consumo de energia – como fontes de energia para calculadoras e relógios , por exemplo. Unidades maiores têm sido usadas para fornecer energia para bombas de água e sistemas de comunicação em áreas remotas e para satélites meteorológicos e de comunicações . Painéis clássicos de silício cristalino e tecnologias emergentes que utilizam células solares de película fina , incluindo energia fotovoltaica integrada em edifícios , podem ser instalados por proprietários de casas e empresas nos seus telhados para substituir ou aumentar o fornecimento eléctrico convencional.
Usinas de energia solar concentrada empregam concentrar, ou focalizar, coletores para concentrar a luz solar recebida de uma ampla área em um pequeno receptor enegrecido, aumentando consideravelmente a intensidade da luz para produzir altas temperaturas. Os conjuntos de espelhos ou lentes cuidadosamente alinhados podem focar luz solar suficiente para aquecer um alvo a temperaturas de 2.000 °C (3.600 °F) ou mais. Esse calor pode então ser usado para operar uma caldeira, que por sua vez gera vapor para uma usina geradora elétrica de turbina a vapor . Para produzir vapor diretamente, os espelhos móveis podem ser dispostos de modo a concentrar grandes quantidades de radiação solar em tubos enegrecidos através dos quais a água circula e assim é aquecida.