La source est le soleil, et selon la latitude considérée, l'ensoleillement moyen annuel est fort différent. Entre les tropiques les rayons sont plus concentrés que sous nos latitudes.
De plus, les nuages diffusent (réduisent) l'intensité de cet ensoleillement. Sous nos latitudes, on estime l'ensoleillement annuel moyen au sol à l'équivalent de 1000 kWh/m2 dont 60% en rayonnement diffus (en jaune) et 40% en rayonnement direct (en orange).
L’énergie solaire se distingue entre le solaire thermique (forme passive) et le soleil électrique (panneaux photovoltaïques).

Une partie du rayonnement solaire transmet son énergie thermique aux matériaux qui lui sont exposés. Plus ce matériau arrive à absorber les infrarouges (et le reste du spectre solaire), plus le réchauffement est intense. Les caractéristiques qui font un bon absorbant thermique sont sa conductivité (sa capacité à transmettre la chaleur), sa couleur (le noir absorbe mieux que le blanc), la réflection sur la surface, son inertie thermique (capacité à stocker la chaleur).

En savoir plus sur l’énergie solairehttp://www.swissolar.ch/

Le photovoltaïque utilise l'énergie des photons de la lumière. Lorsque ceux-ci percutent la surface d'une fine couche de silicium, ils transmettent leur énergie aux électrons des atomes du silicium. Ceux-ci se «décrochent» en créant un déséquilibre électrique dans la couche de silicium. Le déséquilibre est maintenu par un champ électrique. En fermant le circuit, on crée un courant électrique entre les deux charges. A noter que ce courant est produit sans mouvement et sans bruit.
Le courant électrique est directement utilisable. Il peut être stocké (batterie) mais le rendement global diminue en fonction de la performance du système de stockage. Le rendement d'un panneau de cellules photovoltaïques se situe entre 6 et 24% du rayonnement solaire (15% est une moyenne raisonnable) ce qui est loin d'être négligeable puisqu'il n'y a pas de pertes dans le réseau.

En Suisse, la part du photovoltaïque atteint environ 0,02% de la consommation globale d’électricité. Ses avantages sont l’aspect renouvelable, sa modularité, sa simplicité et son caractère décentralisé. Ses inconvénients sont évidemment les variations de l’ensoleillement en fonction de la météo, de l’heure et de la saison, ainsi que la relative cherté du courant photovoltaïque.