太阳能利用基本方式可以分为如下4大类。
它的基本原来是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。使用最多的太阳能
收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为低温利用(800℃)。低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。
未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。已实用的主要有以下两种。
1、光-热-电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光-热转换，后一过程为热-电转换。
2、光-电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。
这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光-化学转换方式。
通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。目前主要有速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。
太阳能利用中的经济问题:
第一，世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会需要，而又不危及后代人前途的社会。因此，尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源，是能源建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化，常规能源的贮量日益下降，其价格必然上涨，而控制环境污染也必须增大投资。
第二，我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品能源消费结构的76%，已成为我国大气污染的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。
集热式太阳能(Solar Thermal)。原理是将镜子反射的太阳光，聚焦在一条叫接收器的玻璃管上，而该中空的玻璃管可以让油流过。从镜子反映的太阳光会令管子内的油升温，产生蒸气，再由蒸气推动涡轮机发电。
太阳热能发电厂利用太阳辐射将流体加热到非常高的温度。加热后的高温流体在管道内循环，并将热量传给水，从而产生高温蒸气。高温蒸气继而推动涡轮机，并透过连接的发电机发电。
碟式太阳能聚热发电系统中已知具有最高效率的热机是斯特林引擎。在高规模化生产和炎热地区被预测为能够产生所有可再生能源中最便宜的能量。
碟式太阳能聚热发电系统的主要组成部分包括太阳能聚焦器和能量转换器。太阳能聚焦器(或碟)采集来自太阳的能量并聚焦到很小的面积上。碟状结构可以持续追踪太阳。能量转化器包括两个部分，即热能接收器和引擎/发电机。热能接收器可以吸收聚焦后的太阳光之中的能量，将其转化为热能，并储存在热空气或热水之中，然后再将热量输送到引擎/发电机。引擎/发电机子系统利用热能接收器采集的热能来发电。
集中太阳光线加热到元件上的斯特林发动机。整个装置作为一个太阳能跟踪器。
此类技术利用一整个阵列的追踪太阳的镜子(定日镜)以聚集阳光到一个中央接收器。这个接收器被固定在一个塔顶上。接收器内部的热传导流体可以用来产生蒸汽，以推动传统涡轮发电机发电。于八十年代开发的塔式太阳能聚热发电系统，利用蒸汽作为热传导流体。而新型的系统则利用熔化的硝酸盐作为热传导流体，主要是因为这种流体超卓的热容量和传热能力。
抛物型槽电厂使用镜像的弯曲，利用太阳辐射到玻璃管中的流体(也称为接收器，吸收器或收集器)运行槽的长度，反射器的焦点定位在槽。沿一轴槽是抛物线和线性正交轴。接收机垂直于太阳的每日位置的变化，在槽东向西倾斜，从而使接收器上的直接辐射仍然集中。然而，在阳光平行的槽中角度的季节变化而并不需要调整反射镜，由于光接收器上的其他地方进行简单的集中。因此，槽的设计不需要跟踪的第二轴线上。
除了加热以外，太阳辐射中的热量还可以用来制冷。利用太阳能热水系统和吸收式制冷机或吸附式制冷机，可以实现太阳能制冷。
