太阳能飞机以太阳辐射作为推进能源的飞机。太阳能飞机的动力装置由太阳能电池组、直流电动机、减速器、螺旋桨和控制装置组成。由于太阳辐射的能量密度小，为了获得足够的能量，飞机上应有较大的摄取阳光的表面积，以便铺设太阳电池，因此太阳能飞机的机翼面积较大。
人类利用太阳能的历史，已经有几千年了，但主要是直接用它的光能和热能，如照明、取暖、烧热水等。直到近代，才有人把它的能量转变成电能。1983年，在意大利西西里岛，建立了一台塔式镜面反射发电站。180面大镜子把太阳光集中到一个装水的塔上，使水温升到500℃变成蒸汽，再推动涡轮发电机发电，电能可达1000千瓦。不过这种方法在飞机上是行不通的，飞机上没有那么大的地方，也不能承受那么大的重量。因此，要在飞机上利用太阳能，还得寻找别的办法。
20世纪50年代初，由于半导体技术的发展，人们研制成功了能将太阳光直接转换成电能的太阳能电池。这种电池小得只有2厘米见方、零点几毫米厚。它不只轻便，而且光电转换效率高，可以达到15%。这就为飞机采用太阳能作动力打下了基础。
1974年4月29日中午，美国家利福尼亚洲里费塞德城的费拉博布机场上空，晴空万里，阳光灿烂。飞行员拉里·莫罗驾驶着自己制造的一架轻巧的太阳能飞机“太阳高升号”腾空而起，在12米的高度上飞越了800米，历时一分钟后徐徐落下。这次飞行实现了人类多年来试图用太阳能作为载人飞机动力的理想，在漫长的科学探索道路上迈开了有意义的一步。
最新的太阳能动力飞机
“太阳高升号”飞机是世界上第一批太阳能动力飞机中的一架。它由轻而且很坚固的材料制成，重量只有57公斤。飞机具有上下两个机翼，在上层的表面装有500个太阳能光电池。外面罩衣是透明塑料制成的保护层。
20世纪70年代末，人力飞机的发展积累了制造低速、低翼载、重量轻的飞机的经验。在这一基础上，美国在80年代初研制出“太阳挑战者”号单座太阳能飞机。飞机翼展14.3米，翼载荷为60帕（6公斤力/米），飞机空重90公斤，机翼和水平尾翼上表面共有16128片硅太阳电池，在理想阳光照射下能输出3000瓦以上的功率。
1981年7月7日，这架以太阳能为动力的飞机飞过英吉利海峡。这架210磅重的“太阳能挑战者”号从巴黎西北部25英里以远的科迈伊森·维克辛起飞，以平均每小时30英里的速度、1.1万英尺的飞行高度，完成了全长165英里的旅行，最后在英国东南海岸的曼斯顿皇家空军基地着陆。保罗·麦克里迪是该动力装置的设计者，他还曾建造第一架人力发动的飞机越过海峡。这架“太阳能挑战者”号是由安装在机翼的1.6万个阻挡层太阳能光电池发动的，这些电池把光能转变为电能以推动2.7马力发动机。这架飞机试图几次飞过海峡都未成功，此次借助极好的夏日阳光终于达到目的。飞机着陆时受到了30人的迎接。
近来，美国航天局命名的“导航者二号”太阳能飞机，在美国夏威夷完全利用太阳能已经升到24500米高空，连续飞行15小时，又创造两项最新的世界纪录。这归功于太阳电池提供12500瓦功率的电源，支持太阳能飞机能够装备8台较大功率的电动机，保持太阳能飞机正常飞行。
“导航者二号”太阳能飞机的机翼长达36米，已超过“空中客车”A320飞机的机翼。太阳能飞机有足够的光照面积铺贴太阳电池，太阳电池实际上就是太阳光发电机，燃料是太阳光，把太阳光能直接变成电能。在空气稀薄的高空中，太阳电池的功率要比在地面上同样的太阳电池效率高；而汽油发动机的飞机在高空中飞行会导致功率损失。
载人太阳能飞机挑战万米高空
太阳电池提供的功率以“峰瓦”为单位。众所周知，地球的表面上照射到的太阳光一直在变化的，太阳电池输出的功率也是变化的。世界各国太阳能专家研究商定，把太阳电池放在非洲撒哈拉的赤道上，中午12点测出的太阳电池功率称作“峰瓦”，作为世界各国太阳电池统一的计量单位。