Sončno energijo ali energijo, pridobljeno iz sončne svetlobe, je mogoče pretvoriti v električno energijo in uporabiti za najrazličnejše namene. Najpogostejše aplikacije sončne energije vključujejo napajanje in optimizacijo ogrevanja in hlajenja hiš, zagotavljanje dobrih pogojev za rast rastlin in zagotavljanje stroškovno učinkovite sončne svetlobe v zaprtih prostorih. V nekaterih primerih je sončna energija lahko uporabna za ogrevanje in razsvetljavo brez potrebe po pretvorbi v električno energijo. Tovrstne aplikacije sončne energije so uporabne, ker zmanjšujejo potrebo po uporabi električne energije in so zato pogosto precej stroškovno učinkovite. Medtem ko pretvorba sončne energije v električno energijo zagotavlja vir čiste, obnovljive energije, ki se lahko uporablja za skoraj vse namene, so stroški namestitve opreme, potrebne za zbiranje, pretvorbo in shranjevanje električne energije, precej visoki.
Številne najpogostejše, uporabne in stroškovno učinkovite aplikacije sončne energije so pasivne narave in ne vključujejo pretvorbe v električno energijo. Številne hiše, na primer, so zgrajene z upoštevanjem položaja sonca ob različnih časih čez dan, kar zagotavlja, da ima hiša veliko naravne svetlobe. Različni arhitekturni vidiki lahko tudi zagotovijo, da stavbe ostanejo pri razumnih temperaturah. Še eno od pogostih aplikacij te oblike je mogoče videti v rastlinjakih. Sonce prehaja skozi prozorno ohišje rastlinjaka in segreva rastline in tla, ustvarja topel zrak, ki ne more uhajati iz ograje in tako zagotavlja dobro okolje za rast rastlin.
Nekatere aplikacije sončne energije zahtevajo pretvorbo sončne svetlobe v električno energijo. Nekatere hiše na izoliranih, a dobro osvetljenih območjih, na primer, uporabljajo sončno energijo, da zagotovijo dovolj električne energije za osnovne naloge. Čeprav je postavitev solarnega elektroenergetskega sistema lahko draga, je lahko sčasoma bolj stroškovno učinkovita kot povezava stavbe na izoliranem območju na električni sistem. Elektriko iz tovrstnih sistemov sončne energije lahko uporabljamo tako kot vsako drugo elektriko, vendar jo je pogosto treba varčevati in uporabljati le za najnujnejše. Tak sistem morda ne bo mogel napajati celotnega nabora električnih naprav v daljšem časovnem obdobju.
Nekatere aplikacije sončne energije vključujejo posamezne naprave, ki imajo svoje vgrajene sončne celice. Številne oblike zunanje razsvetljave, na primer, zbirajo sončno energijo podnevi in zbrano energijo uporabljajo za zagotavljanje svetlobe ponoči. Podobne aplikacije sončne energije vključujejo solarne hladilnike in majhne sončne električne generatorje.