太阳内部的这种核聚变反应，可以维持几十亿至上百亿年的时间。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8x10^23kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为800000亿kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。平均在大气外每平米面积每分钟接受的能量大约1367w。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

太阳还有一种能量---热能。热能最大好处可用保温技术来储备能量。现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

美国能源信息管理局将太阳能集热器进行分类为低，中，高温集热器。低温集热器的平板一般用于加热游泳池。中等温集热也通常是平板，但用于制造热水或空间供暖，作为住宅及商业用途。高温集热器利用反射镜或透镜聚集太阳光，一般用于生产电力。太阳热能不同于光伏发电，转换效率远远超过太阳光能直接转化为电能。虽然在2009年10月全球现有的发电设施，只提供600佰万瓦(MW)太阳能热发电。一个额外的400佰万瓦(MW)的工厂正在建设中，共计14,000佰万瓦(MW)聚光太阳能发电项目也正在开发当中。