Potencijalna sunčeva energija je energija pohranjena na suncu, koja se može pretvoriti u druge oblike energije. Samo vrlo mali dio energije koja nam je dostupna na Zemlji od sunca je zarobljena i korištena od strane ljudi. Većina obnovljivih izvora energije dostupnih na planetu potječe iz energije sunca. Jedina iznimka su geotermalna energija i energija plime i oseke.
Potencijalna sunčeva energija stiže na površinu zemlje u obliku svjetlosnih valova, koji su putovali od Sunca kroz svemir. Valne duljine ove sunčeve energije variraju, pri čemu je većina svjetlosti u infracrvenom ili vidljivom rasponu, a dio u ultraljubičastom rasponu. Kada svjetlosni valovi stignu u Zemljinu atmosferu, oko trećine energije reflektira se natrag u svemir. Ostatak energije apsorbira atmosfera, oblaci, kopno i more.
Dio potencijalne sunčeve energije koju apsorbira Zemlja pretvara se u druge oblike energije koje ljudi mogu koristiti za proizvodnju energije. Sunčeva energija uzrokuje isparavanje vode, što pridonosi kretanju zraka poput vjetra. Energija vjetra može se koristiti za proizvodnju električne energije.
Čak i energija stvorena izgaranjem fosilnih goriva izvorno dolazi iz sunčeve energije. Fotosinteza biljaka hvata potencijalnu sunčevu energiju i pretvara je u kemijsku energiju, što stvara novu tvar na bazi ugljika. Na taj način biljna tvar, hrana, drvo i životinjska tvar potječu u konačnici iz sunčeve energije.
Osim što potencijalnu sunčevu energiju koriste neizravno spaljivanjem fosilnih goriva ili korištenjem vjetra i drugih prirodnih fenomena za proizvodnju električne energije, ljudi također zarobljavaju dio sunčeve energije i izravno je pretvaraju u električnu energiju. Jedna od glavnih tehnologija koje se koriste za to je fotonapon. Na atomskoj razini, fotonapon funkcionira jer određeni materijali imaju sposobnost apsorbiranja svjetlosnih valova i potom otpuštanja elektrona. Elektroni koji se oslobađaju mogu se uhvatiti kao električna struja. Silicij je jedna takva vrsta materijala.
Znanost o fotonaponu prvi je put otkrivena davne 1839. Više od stotinu godina ta je tehnologija bila preskupa da bi imala bilo kakvu široku primjenu. Šezdesetih godina prošlog stoljeća potencijalna sunčeva energija korištena je za stvaranje energije na svemirskim letjelicama. Moderna tehnologija sada je napredovala do točke u kojoj se potencijalna sunčeva energija može učinkovito iskoristiti, što dovodi do mnogih osobnih i komercijalnih aplikacija.