Postrojenje solarne energije koristi snagu sunca za proizvodnju električne energije. Sunce emitira sunčevo zračenje, a određeni uređaji poput solarnih panela dizajnirani su da reagiraju na to zračenje i pretvore ga u električnu energiju. Većina solarnih elektrana koristi toplinsku snagu sunca za zagrijavanje rezervoara tekućine i turbina za napajanje. Parabolična korita, solarne posude i solarni tornjevi su tri najčešće vrste solarnih toplinskih sustava koji se koriste za masovnu proizvodnju električne energije u solarnim energetskim postrojenjima.
Mnoga postrojenja solarne energije koriste sunčevo zračenje za zagrijavanje tekućina na visoke temperature i stvaranje pare. U turbini, kinetička – ili pokretna – energija pare pretvara se u mehaničku energiju, što uzrokuje rotaciju turbine i proizvodnju električne energije. Energija koju proizvodi rotirajuća turbina može se iskoristiti i pohraniti u generator. Dok izgaranje fosilnih goriva također stvara paru potrebnu za rotaciju turbina, korištenje sunčevog zračenja mnogo je čišći i energetski učinkovitiji pristup stvaranju električne energije.
Velika elektrana solarne energije s paraboličnim koritom otvorena je u pustinji Mojave u Kaliforniji 1980. Ovo postrojenje proizvodi znatnu količinu energije tog područja, dobivajući je iz obnovljivih izvora. Parabolični sustavi korita sadrže reflektore koji usmjeravaju sunčeve zrake na cijevi prijemnika. Tekućina se zagrijava dok teče kroz prijemnike i stvara paru koja se dovodi u turbinski i generatorski sustav. Određeni parabolični sustavi korita, kao što je sustav u pustinji Mojave, povezani su sa sustavima za izgaranje fosilnih goriva dizajniranim da nadoknade oblačne dane i druga razdoblja niske sunčeve energije.
Sustavi solarnih antena koriste solarne kolektore koji su dizajnirani da prate sunce, krećući se kako bi apsorbirali najveću količinu sunčeve energije u bilo kojem trenutku. Ovi sustavi koncentriraju sunčevu energiju na žarišnu točku komponente posude, zagrijavajući tekućine. Postrojenje solarne energije koje koristi solarne posude komprimira i zagrijava tekućinu za rotaciju turbina i proizvodnju električne energije. Dok parabolična korita mogu zagrijati tekućine na prosječne temperature od 750 stupnjeva Fahrenheita (398.9 stupnjeva Celzija), solarne posude nude radne temperature koje mogu premašiti 1,380 stupnjeva Fahrenheita (748.9 stupnjeva Celzija).
Heliostati su u osnovi ravna zrcala koja se koriste za praćenje Sunca. Toranj solarne energije može se povezati u sustav solarne energije koji sadrži stotine ili čak tisuće heliostata. Ovi heliostati su raspoređeni na način da sunčeve zrake usmjeravaju na toranj koji sadrži tekućinu za prikupljanje topline. Radovi velikih solarnih tornjeva vrlo su učinkoviti i mogu biti ekonomičan izvor električne energije za budućnost.