พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีศักยภาพคือพลังงานที่เก็บไว้ในดวงอาทิตย์ซึ่งสามารถแปลงเป็นพลังงานรูปแบบอื่น ๆ พลังงานที่เรามีอยู่บนโลกจากดวงอาทิตย์มีเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ถูกดักจับและใช้งานโดยมนุษย์ แหล่งพลังงานหมุนเวียนส่วนใหญ่มีอยู่บนโลกนี้มาจากพลังงานของดวงอาทิตย์ ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือพลังงานความร้อนใต้พิภพและพลังงานคลื่น
พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีศักยภาพมาถึงที่พื้นผิวของโลกในรูปแบบของคลื่นของแสงซึ่งได้เดินทางจากดวงอาทิตย์ผ่านอวกาศ ความยาวคลื่นของพลังงานแสงอาทิตย์นี้จะแตกต่างกันไปด้วยแสงส่วนใหญ่อยู่ในช่วงอินฟราเรดหรือช่วงที่มองเห็นและบางส่วนอยู่ในช่วงรังสีอัลตราไวโอเลต เมื่อคลื่นแสงมาถึงชั้นบรรยากาศของโลกพลังงานประมาณหนึ่งในสามจะถูกสะท้อนกลับสู่อวกาศ พลังงานที่เหลือจะถูกดูดกลืนโดยชั้นบรรยากาศเมฆพื้นดินและทะเล
พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีศักยภาพบางส่วนที่ถูกดูดกลืนโดยโลกถูกแปลงเป็นพลังงานรูปแบบอื่น ๆ ที่มนุษย์สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างพลังงาน พลังงานแสงอาทิตย์ทำให้น้ำระเหยซึ่งก่อให้เกิดการเคลื่อนไหวของอากาศเช่นลม พลังงานลมสามารถใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า
แม้แต่พลังงานที่สร้างขึ้นจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลนั้นมาจากพลังงานแสงอาทิตย์ การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชดักจับพลังงานแสงอาทิตย์ที่อาจเกิดขึ้นและแปลงเป็นพลังงานเคมีซึ่งสร้างสสารใหม่จากคาร์บอน ด้วยวิธีนี้พืชสิ่งสำคัญอาหารไม้และสัตว์ล้วนมาจากพลังงานแสงอาทิตย์ของดวงอาทิตย์
เช่นเดียวกับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีศักยภาพทางอ้อมโดยการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือใช้ลมและปรากฏการณ์ธรรมชาติอื่น ๆ เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้ามนุษย์ยังดักจับพลังงานแสงอาทิตย์บางส่วนและแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง หนึ่งในเทคโนโลยีหลักที่ใช้ในการทำเช่นนี้คือไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ในระดับอะตอม photovoltaics ทำงานได้เนื่องจากวัสดุบางอย่างมีความสามารถในการดูดซับคลื่นแสงแล้วปล่อยอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมาสามารถจับเป็นกระแสไฟฟ้าได้ ซิลิคอนเป็นวัสดุประเภทหนึ่ง
วิทยาศาสตร์ของเซลล์สุริยะถูกค้นพบครั้งแรกเมื่อนานมาแล้วในปี 1839 เป็นเวลากว่าร้อยปีที่เทคโนโลยีมีราคาแพงเกินกว่าที่จะใช้งานได้อย่างแพร่หลาย ในปี 1960 มีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีศักยภาพเพื่อสร้างพลังงานบนยานอวกาศ เทคโนโลยีที่ทันสมัยได้พัฒนาไปจนถึงจุดที่สามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพนำไปสู่การใช้งานส่วนบุคคลและเชิงพาณิชย์มากมาย
