Sunčeva energija, ili energija dobivena iz sunčeve svjetlosti, može se pretvoriti u električnu energiju i koristiti u razne svrhe. Najčešće primjene solarne energije uključuju napajanje i optimizaciju grijanja i hlađenja kuća, osiguravanje dobrih uvjeta za rast biljaka i osiguravanje isplative sunčeve svjetlosti u zatvorenom prostoru. U nekim slučajevima, solarna energija može biti korisna za grijanje i rasvjetu bez potrebe za pretvorbom u električnu energiju. Primjene solarne energije ove vrste su korisne jer smanjuju potrebu za korištenjem električne energije i stoga su često prilično isplative. Iako pretvaranje solarne energije u električnu energiju pruža izvor čiste, obnovljive energije koja se može koristiti za bilo koju svrhu, trošak postavljanja opreme potrebne za prikupljanje, pretvaranje i skladištenje električne energije je prilično visok.
Mnoge od najčešćih, korisnih i najisplativijih primjena solarne energije su pasivne prirode i ne uključuju pretvorbu u električnu energiju. Mnoge se kuće, na primjer, grade s obzirom na položaj sunca u različito doba dana, osiguravajući da kuća ima dovoljno prirodne rasvjete. Različiti arhitektonski aspekti također mogu osigurati da zgrade ostanu na razumnim temperaturama. Još jedna uobičajena primjena ovog oblika može se vidjeti u staklenicima. Sunce prolazi kroz prozirni prostor staklenika i zagrijava biljke i tlo, stvarajući topli zrak koji ne može pobjeći iz ograđenog prostora i stoga pruža dobro okruženje za rast biljaka.
Neke primjene solarne energije zahtijevaju pretvaranje sunčeve svjetlosti u električnu energiju. Neke kuće u izoliranim, ali dobro osvijetljenim područjima, na primjer, koriste solarnu energiju kako bi osigurale dovoljno električne energije za osnovne zadatke. Iako postavljanje solarnog elektroenergetskog sustava može biti skupo, s vremenom može biti isplativije od povezivanja zgrade u izoliranom području na energetski sustav. Električna energija iz takvih solarnih energetskih sustava može se koristiti kao i svaka druga električna energija, ali ju je često potrebno čuvati i koristiti samo za najnužnije. Takav sustav možda neće moći napajati cijeli niz električnih uređaja tijekom dugog vremenskog razdoblja.
Neke primjene solarne energije uključuju pojedinačne uređaje koji imaju vlastite ugrađene solarne ploče. Mnogi oblici vanjske rasvjete, na primjer, prikupljaju sunčevu energiju tijekom dana i koriste prikupljenu energiju za osiguravanje svjetlosti tijekom noći. Slične primjene solarne energije uključuju solarne hladnjake i male solarne električne generatore.