В течение года на Землю "падает" порядка 100 триллионов тут (тонн условного топлива; 1 тут соответствует 2.9308*10(10) Дж) солнечной энергии; порядка 34% (по другим оценкам - 0.1-10%) её поглощается фотосинтезирующими организмами (см. выше - фотосинтез). На сегодняшний день энергопотребление всего человечества составляет примерно 12.9 - 13.5 млрд тут в год; таким образом,использование лишь 1% солнечной энергии, достигающей Земли в виде фотонов, решило бы многие проблемы на века вперёд.

В настоящее время для улавливания солнечного света и его преобразования в иные виды энергии используются следующие устройства:

- Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП) — полупроводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в электричество (солнечные элементы). Несколько объединённых СЭ называются солнечной батареей.

- Гелиоэлектростанции (ГЕЭС). Солнечные установки, использующие высококонцентрированное солнечное излучение в качестве энергии для приведения в действие тепловых и др. машин (паровой, газотурбинной, термоэлектрической и др.).

- Солнечные коллекторы (СК) - солнечные нагревательные низкотемпературные установки.

- Органические батареи - устройства, преобразующее солнечные лучи в электричество с помощью генетически модифицированных клеток, напечатанных на тонком пластике с проводником.

Полученная в солнечных батареях энергия может быть сохранена в электро- и теплоаккумуляторах, а также использована при синтезе различных соединений (то есть сохранена в виде энергии химических связей). Так, в фотоэлектрохимических элементах можно проводить электролиз воды с образованием кислорода и водорода. Этот метод будет представлять практический интерес, когда его КПД достигнет 10-12% (сегодня он составляет 3%), однако в будущем именно фотоэлектролиз может стать жизнеспособной альтернативой нефти как источнику энергии.