太阳能有两种利用途径：一种通过光电池把太阳辐射转化为电能，常见的利用途径是太阳能电池；另外一种通过太阳能集热器把太阳辐射转化为热能，最简单的就是居家使用的屋顶热水器。
利用太阳热能发电目前已成为全球风险投资的一个重点领域，其原理是通过聚光装置把太阳光线聚集在装有某种液体的管道或容器。借助太阳热能，液体被加热到一定温度，产生蒸汽然后驱动涡轮机发电，热能转化为电能。这种发电方式被人们称为太阳能热发电。
由于太阳能热发电需要充足的太阳直接辐射才能保持一定的发电能力，因此沙漠是最理想的建厂选址地区。与传统的电厂相比，太阳能热电厂具有两大优势：整个发电过程清洁，没有任何碳排放；利用的是太阳能，无需任何燃料成本。
太阳能热发电还有一大特色，那就是其热能储存成本要比电池储存电能的成本低得多。举例来说，一个普通的保温瓶和一台笔记本电脑的电池所存储的能量相当，但显然电池的成本要高得多。能够将太阳热能储存，就意味着太阳能热电厂可以克服传统电厂发电可能中断的弊端。
然而，价格成为影响太阳能热发电推广的一大障碍。例如，在美国西南部，考虑联邦税收优惠之后，太阳能热电厂的电价约合每度13美分到17美分。美国能源部已经设定目标，力图到2015年把太阳能热发电的电价降到每度7美分到10美分，到2020年进一步降到每度5美分到7美分，以使太阳能热发电可以与煤电等传统发电方式相竞争。
