太陽能
這是直接從光轉化成電力。電力產生的秘密是利用可以釋放電子(負極粒子)的半導體物料來產生電能。光伏電池最常用的半導體物料是矽，是一種常見於沙的元素。所有光伏電池都有最少兩層半導體，一邊正極一邊負極。當光照射到半導體，兩層物料之間產生的電場便會推動電子移動，產生直流電。光度越強，電流便越大。
所以，光伏系統不需要燦爛陽光也足以發電。它也可在陰霾的日子發電，而產生的能量是與雲的密度成正比。由於太陽光從雲的反射，少雲的日子甚至比萬里無雲的晴空產生更高能量。
現在我們常見的小電器，包括計算機，便是利用非常小的光能電池推動。光伏能也可對沒有電網供電的地區提供電力。我們已經開發了一種名為太陽能冷凍系統的冰箱。經過測試後，已經獲得一些人道救助組織的採用，以協助沒有供電的地區儲存疫苗。一些不想依賴電網供電的人還可以用來冷藏食物。
建築師也越來越多採用光伏電池作為未來設計的賣點。例如，太陽能瓦片或瓦蓋可以取代常規的屋簷物料。彈性的薄膜組件可以融合在拱形的屋簷，而半透明的組件可以自由控制陽光的照射。由於空調需要額外的能源，光伏電池也可在夏季時用於供應峰谷電力，幫助減低電廠的發電負荷。不論是大型還是小型的光伏電池都可供電到電網或獨立的用戶。
太陽能熱電站
太陽能熱電站的大鏡子可把陽光聚焦在一條線或一點上，所產生的熱能可用於製造蒸汽，熾熱而高壓的蒸汽可用於推動渦輪機發電。在陽光充沛的地區，太陽能熱電站更可保證大部分的電力供應。太陽能熱電站總裝機容量現在只有354兆瓦，但根據推算，到了2015年可以超過5000兆瓦。到2020年，每年新增的裝機容量可達4500兆瓦，而全球總裝機容量將可達到近30000兆瓦，足以供電給超過3000萬家庭用戶。
太陽能加熱與冷卻
太陽熱能是直接利用太陽的熱能。太陽熱能收集器可以提供熱水和暖氣。太陽熱能系統的運作只是基於多個世紀前發現的簡單物理原理：太陽可加熱盛載於深色容器的水。現在市場上的太陽熱能技術效率已經很高而且可靠，並能供應電力給不同的用途，從家用熱水器、商住大廈的暖氣設備，到游泳池暖氣、太陽能冷卻、工業程序熱能和飲用水淡化程序。
太陽熱能已普遍應用於生產家用熱水，並成為一些國家住宅大廈內的常見設備。
家用熱水生產是今日非常普遍應用的太陽熱能。在一些國家，這已成了住宅大廈內的常見設備。視乎實際情況和系統的設置，太陽能可以提供至多接近百分百的熱水。大型系統還可提供額外的能源供暖氣之用。
我們常見有兩種主要的太陽能加熱技術：真空管和平面板太陽能收集器。真空管內的吸收器吸收太陽的輻射線，並加熱內裡的液體。額外的輻射線會被管後的反射器所吸收。當太陽轉向，真空管的圓形部分可讓太陽直接照射吸收器。即使在多雲的日子，當光線從多角度照射，真空管的吸收器仍可以非常有效。平面板太陽能收集器是一台像天窗般放在屋簷上，蓋有玻璃的盒子。整個系統蓋著一種黑色的物質，用來吸收太陽射線。射線可加熱在地庫內運行 於收集器與加熱器之間的水和抗凝固混合物。
另一方面，太陽能冷卻器利用熱能，像冰箱或一般空調一樣生產冷氣及/或空氣除濕。這個用途非常適合太陽熱能，因為往往是最多陽光的日子冷卻的需求最大。太陽冷卻已經試驗成功。當技術成本下降，尤其是小型系統，未來可預期大規模使用。
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