Sončna toplotna energija je oblika energije, pri kateri se sonce uporablja za proizvodnjo toplote, ki jo je mogoče uporabiti na različne načine. Ljudje to energijo že tisočletja uporabljajo za različne naloge, sodobna tehnologija pa je precej razširila uporabo sončne toplote. Tega ne smemo zamenjevati s sončno energijo, pri kateri se sončna svetloba uporablja za proizvodnjo električne energije.
Nekatere aplikacije za sončno toplotno energijo so zelo starodavne. Na primer, sončno sušenje je tehnika, ki uporablja toploto sonca pri konzerviranju hrane. V tej aplikaciji so prehrambeni izdelki položeni na skale, sončna toplota pa se uporablja za njihovo sušenje. Ribniki za izhlapevanje, kot so tisti, ki se uporabljajo za koncentriranje soli, prav tako uporabljajo toplotno energijo sonca, prav tako tudi naprave za razsoljevanje.
To obliko energije lahko uporabimo tudi za kuhanje, včasih na zelo ustvarjalne načine. Sončne pečice uporabljajo sončno toplotno energijo in jo lahko uporabimo za ogrevanje vode za proizvodnjo pare za kuhanje. Pasterizacijo lahko izvedemo tudi z uporabo koncentrirane sončne toplote. Druga uporaba zanj je pri destilaciji tekočin in seveda pri ogrevanju tople vode. Tako segreto vodo lahko uporabite za kopanje, čiščenje in kuhanje. Uporablja se lahko tudi za ogrevanje doma; ogrevana voda, na primer, lahko kroži pod tlemi, da jo segreje.
Sončno toplotno energijo je mogoče uporabiti celo za hlajenje, čeprav se sliši paradoksalno izkoriščati toploto za hlajenje stvari. V tej aplikaciji se uporablja v procesu, znanem kot hlajenje z izhlapevanjem, pri katerem se tekoča voda izhlapi in ohladi zrak. Vse te aplikacije za sončno toploto so lahko osnovne do napredne, dostopne ljudem v skupnostih po vsem svetu, vključno s skupnostmi v državah v razvoju.
Toplota sonca se lahko uporablja za proizvodnjo električne energije. To zahteva nekaj obsežne podporne tehnologije, vendar je ena od prednosti ta, da lahko sončna toplotna elektrarna deluje 24 ur na dan, ker je mogoče shraniti toploto, da zadovolji potrebe po energiji. Ti objekti se običajno nahajajo na območjih, kjer je veliko sonca, tako da je mogoče izkoristiti največjo količino toplotne energije. Stolpi in odsevni nizi različnih vrst se lahko uporabljajo za zbiranje sončne toplote in njeno koncentracijo za proizvodnjo električne energije.