太阳带给我们光明，带来温暖，这是由于太阳光具有辐射能量。在太阳内部有一座巨大的天然核反应堆，时刻不停地将氢原子聚变成氦原子，同时释放出巨大的能量，不断向宇宙空间辐射光和热，称为太阳能。太阳内部的这种核聚变反应可以维持几十亿至上百亿年的时间。
太阳每秒钟照射到地面的能量相当于燃烧500万t煤释放的热量，每年相当于130万亿t煤，约为全球所需总能量的数万倍，可谓取之不尽，用之不竭，而且对环境无任何污染。
长期以来，人们就一直在努力研究将太阳的辐射能进行光热和光电转换，直接利用太阳能。在古代时人们就知道通过日晒来干燥农副产品，古希腊人利用镜子聚焦太阳光来加热。在近代，欧洲人研制了很多利用聚光方式采集阳光，将水加热成蒸汽的太阳能装置。
1952年，法国科学家特朗比利用探照灯的反射镜作为聚光器，在法国奥德约建造了当时世界上最大的太阳炉。由几十个巨型反射镜排成数行，把阳光反射到一个直径50m的抛物面聚光器上，可以使温度达到3500℃。用这座太阳炉每天可以熔炼2.5吨锆金属。
此后，其他国家也相继建成了一批大型太阳炉。科学家还研制了各种太阳灶、太阳能热水器、太阳能集热器、太阳能空调、海水淡化装置等，方便了人们的生活。
利用太阳炉把水加热成蒸汽，可以用来发电。1973年，法国在奥德约建成世界上第一座太阳能热电站。1982年，美国在莫哈韦沙漠中建成一座试验性塔式太阳能热电站。不过，由于这种太阳能热电站需要占据较大的采光面积，设备造价较昂贵，发电经济性差，没有得到推广。
20世纪60年代以来，由于半导体技术的发展，科学家开始研究利用光电效应把太阳能转换为电能的方法，开发出各种太阳能光伏电池，效率高于太阳炉发电方法，广泛应用于计算器、手表、手机、车船、人造卫星和宇宙飞船上。目前，许多国家都制定了中长期太阳能利用开发计划，全世界已建成数十万座太阳能光伏电池发电设备，很多城市的建筑、路灯都采用太阳能供电。一些国家还在普及太阳能住宅发电系统。
2008年北京奥运会提出“绿色奥运”的口号，决定最大限度地应用清洁能源。奥运会场馆周围80%～90%的路灯均采用太阳能光伏发电，利用全玻璃真空太阳能集热技术供应洗浴热水，以及应用太阳能电话、太阳能无冲洗卫生间等一系列新型太阳能技术。