Sončna elektrarna uporablja sončno moč za proizvodnjo električne energije. Sonce oddaja sončno sevanje, nekatere naprave, kot so sončni paneli, pa so zasnovane tako, da se na to sevanje odzovejo in ga pretvorijo v električno energijo. Večina elektrarn na sončno energijo uporablja toplotno moč sonca za ogrevanje rezervoarjev tekočinskih in energetskih turbin. Parabolična korita, solarne posode in stolpi za sončno energijo so trije najpogostejši tipi sončnih toplotnih sistemov, ki se uporabljajo za množično proizvodnjo električne energije v sončnih elektrarnah.
Številne sončne elektrarne uporabljajo sončno sevanje za segrevanje tekočin na visoke temperature in ustvarjanje pare. V turbini se kinetična – ali premikajoča – energija pare pretvori v mehansko energijo, kar povzroči, da se turbina vrti in proizvaja električno energijo. Energijo, ki jo proizvaja vrteča se turbina, lahko izkoristimo in shranimo v generator. Medtem ko sežiganje fosilnih goriv ustvarja tudi paro, potrebno za vrtenje turbin, je uporaba sončnega sevanja veliko čistejši in energetsko učinkovitejši pristop k ustvarjanju električne energije.
V kalifornijski puščavi Mojave so leta 1980 odprli obsežno sončno elektrarno s parabolično korito. Ta naprava proizvaja precejšnjo količino energije na območju, ki jo pridobiva iz obnovljivih virov. Sistemi paraboličnega korita imajo reflektorje, ki usmerjajo sončne žarke na sprejemne cevi. Tekočina se segreva, ko teče skozi sprejemnike in ustvarja paro, ki se dovaja v sistem turbine in generatorja. Nekateri parabolični sistemi korit, kot je sistem v puščavi Mojave, so povezani s sistemi za zgorevanje fosilnih goriv, ki so zasnovani za kompenzacijo oblačnih dni in drugih obdobij nizke sončne energije.
Sistemi sončnih krožnikov uporabljajo sončne kolektorje, ki so zasnovani za sledenje soncu in se premikajo tako, da v vsakem trenutku absorbirajo največjo količino sončne energije. Ti sistemi koncentrirajo sončno energijo na žariščno točko komponente posode, segrevajo tekočine. Sončna elektrarna, ki uporablja sončne posode, stiska in segreva tekočino za vrtenje turbin in proizvodnjo električne energije. Medtem ko lahko parabolična korita segrejejo tekočine do temperatur v povprečju 750 stopinj Fahrenheita (398.9 stopinj Celzija), solarne posode ponujajo delovne temperature, ki lahko presežejo 1,380 stopinj Fahrenheita (748.9 stopinj Celzija).
Heliostati so v bistvu ravna ogledala, ki se uporabljajo za sledenje soncu. Stolp za sončno energijo je mogoče povezati v sistem sončne elektrarne, ki vsebuje na stotine ali celo tisoče heliostatov. Ti heliostati so razporejeni na način, ki usmerja sončne žarke na stolp, ki vsebuje tekočino za zbiranje toplote. Obsežne operacije sončne elektrarne so zelo učinkovite in lahko zagotovijo ekonomičen vir električne energije za prihodnost.