太阳光伏：这是直接从光转化成电力。电力产生的秘密是利用可以释放电子(负极粒子)的半导体物料来产生电能。光伏电池中最常用的半导体物料是硅，一种常见于沙的元素。所有光伏电池都有最少两层半导体，一边正极一边负极。当光照射到半导体，两层物料之间产生的电场便会推动电子移动，产生直流电。光度越强，电流便越大。
所以，光伏系统不需要灿烂阳光也足以发电。它也可在阴霾的日子发电，而产生的能量是与云的密度成正比。由于太阳光从云的反射，少云的日子甚至比万里无云的晴空产生更高能量。
现在我们常见的小电器，包括计算机，便是利用非常小的光能电池推动。光伏能也可对没有电网供电的地区提供电力。我们已经开发了一种名为“太 阳能冷冻系统”的冰箱。经过测试后，已经获得一些人道救助组织的采用以协助没有供电的地区储存疫苗。一些不想依赖电网供电的人还可以用来冷藏食物。
建筑师也越来越多采用光伏电池作为未来设计的卖点。例如，太阳能瓦片或瓦盖可以取代常规的屋檐物料。弹性的薄膜组件可以融合在拱形的屋檐，而半透明的组件可以自由控制阳光的照射。由于空调需要额外的能源，光伏电池也可在夏季时用于供应峰谷电力，帮助减低电厂的电力负担。不论是大型还是小型的光伏电池都可供电到电网或独立的用户。
太阳能热电站：太阳能热电站的大镜子可把阳光聚焦在一条线或一点上，所产生的热能可用于制造蒸汽，而炽热而高压的蒸汽可用于推动涡轮机发电。在阳光充沛的地区，太阳能热电站更可保证大部分的电力供应。太阳能热电站总装机容量现在只有354兆瓦，但根据推算，到了2015年可以超过5,000兆瓦。到2020年，每年新增的装机容量可达4,500兆瓦，而全球总装机容量将可达到近30,000兆瓦，足以供电给超过3,000万家庭用户。
太阳能加热与冷却：太阳热能是直接利用太阳的热能。太阳热能收集器可以提供热水和暖气。太阳热能系统的运作只是基于多个世纪前发现的简单物理 原理：太阳可加热盛载于深色容器的水。现在市场上的太阳热能技术已经很具效率和可靠，供应太阳能给不同的用途，从家用热水器、商住大厦的暖气设备，到游泳 池暖气、太阳能冷却、工业程序热能和饮用水淡化程序。
家用热水生产是今日非常普遍应用的太阳热能。在一些国家，这已成了住宅大厦内的常见设备。视乎实际情况和系统的设置，太阳能可以提供至多接近百分百的热水。大型系统还可提供额外的能源供暖气之用。我们常见有两种主要的技术：真空管和平面板太阳能收集器。真空管内的吸收器吸收太阳的辐射线，并加热内里的液体。额外的辐射线会被管后的反射器所吸收。当太阳转向，真空管的圆形部分可让太阳直接照射吸收器。即使在多云的日子，当光线从多角度照射，真空管的吸收器仍可以非常有效。平面板太阳能收集器是一台像天窗般放在屋檐上，盖有玻璃的盒子。整个系统盖着一种黑色的物质，用来吸收太阳射线。射线可加热在地库内运行于收集器与加热器之间的水和抗凝固混合物。
太阳能冷却：太阳能冷却器利用热能像冰箱或一般空调一样生产冷气与/或空气除湿。这个用途非常适合太阳热能，因为往往是最多阳光的日子冷却的需求最大。太阳冷却已经试验成功。当技术成本下降，系统，尤其是小型系统，未来可预期大规模使用。
