Energia solară provine de la soare, dar energia produsă de soare provine din fuziunea nucleară pe o scară masivă. În mod specific, este fuziunea a doi atomi de hidrogen într-un singur atom de heliu. Fuziunea a doi atomi într-un singur atom mai mare produce energie deoarece se pierde o cantitate mică de masă în timpul conversiei de la doi atomi la unul. Conform formulei lui Einstein, energia produsă din această reacție este echivalentă cu masa pierdută în timp, viteza luminii pătrată. Reacția are loc în interiorul miezului soarelui, unde presiunea gravitatională stoarcă gazul de hidrogen atât de strâns încât atomii sunt forțați să se ciocnească unul cu celălalt și să fuzioneze. Energia produsă de reacții produce 1.300 de wați pe metru pătrat. Unele dintre aceste energii sunt deflectate de atmosferă, dar fiecare metru pătrat de pe Pământ primește 4,2 kilowați pe zi.
Colectoarele solare funcționează deoarece conțin un material care produce o scânteie atunci când este lovită de lumina soarelui. Primele celule solare folosesc seleniu, dar cele moderne se bazează pe siliciu cu impurități adăugate pentru a îmbunătăți conductivitatea. O celulă solare medie are un strat superior de siliciu încărcat pozitiv deoarece conține bor și un strat de bază care este încărcat negativ deoarece conține fosfor. Fluxul de sarcină între straturi produce energie electrică care poate fi stocată într-o baterie reîncărcabilă pentru uz general.
Un convertizor de putere poate fi utilizat pentru a schimba energia electrică de curent continuu a bateriei în curent alternativ, deoarece AC este utilizat în mod obișnuit pentru cablarea electrică în interior.
