它的基本原來是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。通常根據所能達到的溫度和用途的不同，而把太陽能光熱利用分為低溫利用(＜200℃)、中溫利用(200～800℃)和高溫利用(＞800℃)。目前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能干燥器、太陽能蒸餾器、太陽房、太陽能溫室、太陽能空調制冷系統等，中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽爐等。

　　(2)太陽能發電

　　未來太陽能的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式有多種。目前已實用的主要有以下兩種。

　　①光—熱—電轉換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽，然后由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光—熱轉換，后一過程為熱—電轉換。

　　②光—電轉換。其基本原理是利用光生伏打效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基本裝置是太陽能電池。

　　(3)光化利用

　　這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉換方式。

　　(4)光生物利用

　　通過植物的光合作用來實現將太陽能轉換成為生物質的過程。目前主要有速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。