O conceito de energia solar é comumente associado à energia fotovoltaica, que é a geração de energia elétrica usando a luz do sol como fonte de energia. Portanto, pode-se dizer que energia solar e energia fotovoltaica são a mesma coisa.

Na energia solar fotovoltaica, quando a luz do sol é captada por painéis solares, ocorre a transformação da corrente elétrica para utilização em residências, comércios e indústrias.
Já na energia heliotérmica (ou energia termossolar) é a geração de energia elétrica proveniente dos raios solares de maneira indireta. O calor do sol é captado e armazenado, para depois ser transformado em energia solar mecânica e, por fim, em eletricidade.

A energia solar fotovoltaica funciona por meio do efeito fotovoltaico, gerando eletricidade; a energia solar térmica utiliza o sol como fonte de energia para aquecer líquidos; a energia heliotérmica também aquece líquidos e utiliza o vapor gerado para mover turbinas.
O funcionamento de sistemas de energia solar fotovoltaica utiliza painéis solares que captam a luz e geram, pelo efeito fotovoltaico, correntes elétricas contínuas, que são convertidas para correntes alternadas pelo inversor solar. Dessa forma, a eletricidade está pronta para ser distribuída no local, gerar créditos de energia ou ser armazenada.