Die Sonneneinstrahlung ist eine Berechnung der Menge der Sonnenstrahlung, die von der Sonne entweder an der Spitze der Erdatmosphäre oder auf Landebene empfangen wird. Der Begriff leitet sich vom Begriff INcoming SOLar RadiATION ab. Es wird normalerweise als Watt pro Quadratmeter (W/m2) für Solarzellenanwendungen oder Kilowattstunden pro Quadratmeter pro Tag (kW-h/m2-Tag) definiert, was in der Meteorologie häufig für Wettervorhersagen verwendet wird. Betrachtet wird das gesamte Strahlungsspektrum der Sonne, das von einer Wellenlänge von etwa 350 Nanometer bis 2,350 Nanometer reicht, obwohl das sichtbare Spektrum des Lichts für den Menschen nur zwischen 400 und 700 Nanometer liegt.
Sowohl die weltweiten als auch die regionalen Sonneneinstrahlungswerte wurden minutiös aufgezeichnet. Da Diagrammwerte in der Regel auf verwertbaren Einstrahlungsraten basieren, ist der Wert auf Tagesbasis oft recht gering. Dies liegt daran, dass Sonnenlicht, das früh oder spät an einem Tag oder durch bewölkten oder regenverdunkelten Himmel die Erdoberfläche erreicht, für Solarenergieanwendungen oder darauf beruhende industrielle und landwirtschaftliche Prozesse oft nur einen begrenzten Wert hat.
Auf einer globalen Einstrahlungskarte basieren die Sonnenenergieraten auf der optimalen Neigung zur Sonne, bei der niedrigsten Strahlungsstufe des Jahres für direktes Sonnenlicht und in Quadratmetern. Dies ergibt Werte in Stunden, die von 6 bis 6.9 in äquatorialen Wüstenregionen und 1.0 bis 1.9 Stunden in nördlichen oder südlichen Breiten reichen, die wenig direktes Licht erhalten. Die europäischen Nationen reichen von 3.5 Stunden pro Tag in Portugal bis zu 0.8 Stunden pro Tag in Island. Im Gegensatz dazu beträgt die Einstrahlungsrate in einer Region wie Kalifornien in den USA typischerweise 5.5 Stunden pro Tag für jeden durchschnittlichen Quadratmeter Land, und Anchorage, Alaska, erhält 2.09 Stunden.
Die Sonneneinstrahlung wird im Allgemeinen auch direkt von der Erdatmosphäre abgeschwächt. Ganz oben in der Atmosphäre sind die Einstrahlungsraten rund um den Globus konstanter und werden auf 1,366 W/m2 geschätzt. Sobald dieses Licht die Erdoberfläche erreicht hat, ist es auf durchschnittlich etwa 1,000 W/m2 reduziert, aber dies selbst ist eine Übertreibung der tatsächlichen Strahlungsmenge, da es sich um einen Wert handelt, der nur auf direktem Sonnenlicht basiert. Bei Mittelung der Einstrahlungsraten über einen gesamten 24-Stunden-Zeitraum, einschließlich Nacht und Sonnenaufgang/Sonnenuntergang, sowie verdunkelnde Bedingungen in der Atmosphäre sinken die Einstrahlungswerte auf etwa 250 W/m2.
Die Kenntnis des Einstrahlungswinkels für den Breitengrad und den Meeresspiegel eines Standorts bestimmt, wie groß eine Solaranlage sein muss, um eine vorhersehbare Strommenge zu erzeugen. Typischerweise ist direktes Sonnenlicht am häufigsten während der Zeiträume von 10 bis 4 Uhr vorhanden. Während Solarzellen unter begrenzten Lichtverhältnissen Strom erzeugen können, sind sie während dieser Zeit am effizientesten.