Sunčeva toplinska energija je oblik energije u kojoj se sunce koristi za proizvodnju topline koja se može koristiti na različite načine. Ljudi koriste ovu energiju tisućama godina za razne zadatke, a moderna tehnologija znatno je proširila primjenu sunčeve topline. Ovo se ne smije miješati sa solarnom energijom, u kojoj se sunčeva svjetlost koristi za proizvodnju električne energije.
Neke od primjena solarne toplinske energije vrlo su drevne. Na primjer, solarno sušenje je tehnika koja koristi sunčevu toplinu u konzerviranju hrane. U ovoj aplikaciji prehrambeni proizvodi se polažu na kamenje, a sunčeva toplina se koristi za njihovo sušenje. Ribnjaci za isparavanje poput onih koji se koriste za koncentriranje soli također koriste toplinsku energiju sunca, kao i postrojenja za desalinizaciju.
Ovaj oblik energije može se koristiti i za kuhanje, ponekad na vrlo kreativne načine. Solarne pećnice koriste solarnu toplinsku energiju, a može se koristiti za zagrijavanje vode za stvaranje pare za kuhanje. Pasterizacija se također može postići upotrebom koncentrirane sunčeve topline. Druga upotreba za njega je u destilaciji tekućina i, naravno, u zagrijavanju tople vode. Ovako zagrijana voda može se koristiti za kupanje, čišćenje i kuhanje. Može se koristiti i za grijanje doma; zagrijana voda, na primjer, može cirkulirati ispod poda kako bi se zagrijala.
Sunčeva toplinska energija može se čak koristiti i za hlađenje, iako zvuči paradoksalno iskoristiti toplinu za hlađenje stvari. U ovoj primjeni, koristi se u procesu poznatom kao hlađenje isparavanjem, u kojem se isparava tekuća voda, hladeći zrak. Sve ove aplikacije za sunčevu toplinu mogu biti osnovne do napredne, dostupne ljudima u zajednicama diljem svijeta, uključujući zajednice u zemljama u razvoju.
Sunčeva toplina može se koristiti za proizvodnju električne energije. To zahtijeva neku opsežnu tehnologiju podrške, ali jedna prednost je ta što, budući da se toplina može pohraniti, solarna termoelektrana može raditi 24 sata na dan kako bi zadovoljila potrebe za energijom. Ti se objekti obično nalaze u područjima koja imaju puno sunca, tako da se može iskoristiti maksimalna količina toplinske energije. Tornjevi i reflektirajuća polja raznih vrsta mogu se koristiti za prikupljanje sunčeve topline i njezino koncentriranje u svrhu proizvodnje električne energije.