Sonnenenergie oder aus Sonnenlicht gewonnene Energie kann in Strom umgewandelt und für die unterschiedlichsten Zwecke genutzt werden. Zu den häufigsten Anwendungen der Solarenergie gehören die Stromversorgung und Optimierung der Heizung und Kühlung von Häusern, die Schaffung guter Bedingungen für das Pflanzenwachstum und die Bereitstellung von kostengünstigem Sonnenlicht in Innenräumen. In manchen Fällen kann Sonnenenergie zum Heizen und zur Beleuchtung nützlich sein, ohne dass eine Umwandlung in Strom erforderlich ist. Solarenergieanwendungen dieser Art sind nützlich, weil sie den Stromverbrauch reduzieren und daher oft recht kostengünstig sind. Während die Umwandlung von Sonnenenergie in Strom eine saubere, erneuerbare Energiequelle darstellt, die für nahezu jeden Zweck verwendet werden kann, sind die Kosten für die Einrichtung der für das Sammeln, Umwandeln und Speichern des Stroms erforderlichen Geräte recht hoch.
Viele der gebräuchlichsten, nützlichsten und kostengünstigsten Solarenergieanwendungen sind passiver Natur und beinhalten keine Umwandlung in Elektrizität. Viele Häuser werden zum Beispiel so gebaut, dass sie den Sonnenstand zu verschiedenen Tageszeiten berücksichtigen, um sicherzustellen, dass das Haus viel natürliches Licht hat. Verschiedene architektonische Überlegungen können auch sicherstellen, dass Gebäude auf vernünftigen Temperaturen bleiben. Eine weitere häufige Anwendung dieser Form ist in Gewächshäusern zu sehen. Die Sonne dringt durch die transparente Einhausung des Gewächshauses und erwärmt die Pflanzen und den Boden, wodurch warme Luft entsteht, die nicht aus der Einhausung entweichen kann und somit eine gute Umgebung für das Pflanzenwachstum bietet.
Einige Solarenergieanwendungen erfordern die Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität. Einige Häuser in abgelegenen, aber gut beleuchteten Gegenden nutzen beispielsweise Sonnenenergie, um genügend Strom für grundlegende Aufgaben bereitzustellen. Obwohl die Einrichtung einer Solarstromanlage teuer sein kann, kann sie im Laufe der Zeit kostengünstiger sein, als ein Gebäude in einem isolierten Gebiet an ein Stromsystem anzuschließen. Der Strom aus solchen Solaranlagen kann wie jeder andere Strom genutzt werden, jedoch ist es oft notwendig, ihn zu schonen und nur für das Nötigste zu verwenden. Ein solches System ist möglicherweise nicht in der Lage, über einen langen Zeitraum eine vollständige Palette von Elektrogeräten mit Strom zu versorgen.
Einige Solarenergieanwendungen beinhalten einzelne Geräte, die über ihre eigenen eingebauten Sonnenkollektoren verfügen. Viele Formen der Außenbeleuchtung sammeln beispielsweise tagsüber Sonnenenergie und verwenden die gesammelte Energie, um nachts Licht zu spenden. Ähnliche Solarenergieanwendungen umfassen Solarkühlschränke und kleine Solarstromgeneratoren.