L'énergie qui alimente le soleil provient de la fusion de protons au plus profond du noyau de l'étoile. La température et la pression extrêmes déchirent les atomes, permettant aux protons libérés de se combiner d'abord en isotopes d'hydrogène, puis en isotopes de hélium. Ce processus libère d'énormes quantités d'énergie.
La conversion de l'énergie solaire en électricité s'effectue généralement de deux manières. Les panneaux photovoltaïques sont des plaquettes de silicium traitées qui créent un flux d'électrons lorsqu'elles sont frappées par des rayons lumineux, et créent directement de l'électricité. Les systèmes solaires thermiques concentrés concentrent la chaleur du soleil pour faire bouillir l'eau, en utilisant la vapeur résultante pour entraîner une turbine et produire de l'électricité. Les panneaux photovoltaïques sont courants dans les installations solaires domestiques privées, tandis que la plupart des installations solaires industrielles ou commerciales utilisent de l'énergie solaire thermique concentrée. Certains utilisent même un médium, comme le sel fondu, pour stocker la chaleur, permettant la production d'électricité même après le coucher du soleil.
Techniquement parlant, même les combustibles fossiles font remonter leur énergie au soleil. Les combustibles fossiles sont le résultat de la décomposition de matières végétales et animales il y a des millions d'années. La vie végétale dépendait directement du soleil pour générer de la nourriture par photosynthèse. Les mêmes plantes ont également servi de base à la chaîne alimentaire qui a nourri tous les autres organismes de la planète.
