Sunčeva energija, energija koja se oslobađa termonuklearnim reakcijama na Suncu, a nastaje pretežno spajanjem četiriju atomskih jezgara vodika u jednu jezgru helija. Svake sekunde na Suncu se u helij pretvori 564 milijuna tona vodika. Energija Sunca emitira se u svemir u obliku radiovalova, infracrvenih, vidljivih, ultraljubičastih i rendgenskih valova; 97% Sunčeve energije zračenja ima valne duljine izmedu 0,3 i 3 μm. Osim toga postojanog zračenja, Sunce povremeno emitira pljuskove elektrona, protona i električki nabijenih jezgara nekih elemenata; podrijetlo takvih pljuskova dovodi se u vezu s pjegama i prominencijama na Suncu (→ sunce). Na Zemlju pada manje od bilijuntoga dijela Sunčeve energije; od toga se oko 35% reflektira natrag u svemir, oko 18% apsorbira atmosfera, a oko 47% apsorbira površina Zemlje.
Osim nuklearne energije, sva preostala energija na Zemlji potječe izravno ili neizravno od Sunca. Nejednoliko zagrijavanje Zemlje, mora i zračnih masa uzrokuje golema konvekcijska strujanja u atmosferi, pa nastaju vjetrovi. Morska voda Sunčevom se toplinom isparuje, zatim kondenzira u oborine, koje posredno daju energiju hidroelektranama. Djelovanjem Sunčeve svjetlosti stvaraju se organske tvari u zelenim biljkama (→ fotosinteza), koje tvore i izgrađuju biljni svijet, služe za hranu životinjama i čovjeku, a u obliku drva, treseta, ugljena, nafte i prirodnoga plina rabe se za dobivanje toplinske i drugih vrsta energije. Široke su i mogućnosti za izravno iskorištavanje Sunčeve energije, no one još nisu u potpunosti iskorištene. Sunčane peći koncentriraju Sunčevu energiju apsorpcijom na načelu crnoga tijela ili uz pomoć sustava zrcala, a omogućuju postizanje vrlo visokih temperatura (do 7000 °C), teoretski do temperature vidljive površine Sunca. Svjetlosna energija Sunca može se izravno pretvoriti u električnu s pomoću fotočlanaka, odnosno sunčanih baterija. Takvo iskorištavanje Sunčeve energije otežano je zbog male iskoristivosti pri pretvorbi u električnu struju. Osim u fizikalnim svojstvima materijala, razlog je bio u malom interesu tokom niza godina za fotoelektrične pojave koje bi se mogle primijeniti kao izvori energije. Tako je npr. prvi silicijski fotočlanak imao u XIX. st. iskoristivost oko 3%, kao i tadašnji parni stroj, međutim, iskoristivost je današnjih parnih turbina viša od 80%, dok fotočlanci jedva dostižu do 20%. Razvoj svemirskih istraživanja uvjetovao je i razvoj pogodnih izvora energije, a time i uređaja za pretvorbu Sunčeve energije u električnu. Današnji industrijski razvoj zahtijeva istraživanja novih izvora energije, a Sunčeva energija nameće se kao potencijalni i gotovo besplatni izvor.
