Sunčeva insolacija je mjera količine sunčeve energije koja dopire do površine, ili zračenja, na određenoj površini tijekom vremena. Dotična površina može biti bilo što izloženo sunčevoj svjetlosti, od određenog objekta ili lokacije na Zemlji do malih svemirskih objekata kao što su umjetni sateliti do površine cijele planete. Sunčeva insolacija određenog područja Zemlje ovisi o njegovoj udaljenosti od ekvatora, vremenskim uvjetima i dobu dana i godine. Neophodan je za nastavak postojanja života na Zemlji, budući da se biljke za preživljavanje oslanjaju na energiju sunca, kao i važan čimbenik u izgradnji i smještaju opreme za proizvodnju električne energije iz sunčeve energije.
Obično se mjeri u vatima po četvornom metru, prosječna sunčeva insolacija područja tijekom dužih vremenskih razdoblja često se daje kao kilovat sati po četvornom metru dnevno. Vat je standardna metrička jedinica snage ili energije tijekom vremena; jedan vat snage jednak je jednom džulu energije u sekundi. Kilovat sat, izraz koji se najčešće koristi za proizvodnju električne energije, dovoljna je energija za proizvodnju od 1,000 vata za jedan sat, odnosno 3,600,000 džula (3.6 megadžula).
Što je površina izravnije okrenuta prema suncu, to će biti veća njezina sunčeva insolacija. Maksimalna sunčeva insolacija nastaje kada sunčeva svjetlost pada pod kutom od 90 stupnjeva. Insolacija se smanjuje kako kut postaje manji, jer manji kut širi istu količinu energije zračenja na šire područje. Zbog toga je područje oko Zemljinog ekvatora, koje prima najviše izravne sunčeve svjetlosti, najtopliji dio Zemlje, a polarna područja najhladnija. To također uzrokuje promjenu godišnjih doba, jer Zemljina nagnuta os znači da se kut sunčeve svjetlosti koja doseže određeni dio planeta mijenja tijekom godine. To je također razlog zašto će temperatura određenog dana težiti vrhuncu oko solarnog podneva, kada je sunce na najvišoj točki na nebu, a zatim će se smanjivati kako se sunce spušta bliže horizontu kasnije tijekom dana.
Ukupna sunčeva insolacija Zemljine vanjske atmosfere od izravne sunčeve svjetlosti u prosjeku iznosi oko 1,366 vata po četvornom metru pod kutom od 90 stupnjeva tijekom godine, od čega je većina u obliku vidljive svjetlosti. Slabljenje sunčeve svjetlosti dok prolazi kroz atmosferu smanjuje to na oko 1,000 vata po četvornom metru pod kutom od 90 stupnjeva do trenutka kada dosegne površinu Zemlje. Ova brojka stalno opada kako se osoba kreće na više geografske širine i smanjuje se u doba dana dalje od solarnog podneva, padajući gotovo na ništa noću. Prosječna insolacija Zemlje u cjelini tijekom godine iznosi oko 250 vata po četvornom metru.
Područja na sličnim geografskim širinama i dalje mogu imati značajne razlike u prosječnoj insolaciji zbog lokalnih čimbenika. Insolacija nekog područja može se dodatno smanjiti atmosferskim uvjetima koji ometaju sunčevu svjetlost, kao što su oblaci ili atmosferska izmaglica. Insolacija raste na višim nadmorskim visinama, jer je manje atmosfere kroz koju može proći i ublažiti sunčevo zračenje. Mjerenja količine sunčevog zračenja na različitim mjestima mogu se sastaviti kako bi se stvorila specijalizirana karta koja se zove karta insolacije.
Proizvodnja solarne energije uvelike se oslanja na insolaciju. Sušna ili polusušna područja obično su dom solarnih elektrana kako bi se smanjile smetnje sunčevom zračenju uzrokovano naoblakom i grade se na većim visinama ako je moguće. Fotonaponski solarni paneli postavljeni su pod kutovima koji imaju namjeru da ih dolazno sunčevo svjetlo pada pod kutom od 90 stupnjeva što je moguće bliže kako bi se maksimizirala primljena snaga. Optimalni kut za to varira ovisno o geografskom položaju i godišnjem dobu.
Insolacija nekog područja također se može iskoristiti u projektiranju zgrada. Na primjer, veliki prozori na strani zgrade okrenute prema ekvatoru propuštat će više svjetla i topline tijekom zime, kada je sunce nisko na nebu, a relativno manje kada je visoko na nebu tijekom ljeta. To ublažava sezonske temperaturne ekstreme unutar zgrade, čineći je ugodnijom i smanjujući količinu energije potrebne za grijanje ili klimatizaciju.