Die Sonne ist seit 4,6 Milliarden Jahren aktiv, ihr Brennstoff reicht für noch weitere fünf Milliarden Jahre. Sonnenenergie wird tief im Inneren der Sonne erzeugt. Die Sonnenstrahlung ist die Hauptenergiequelle auf der Erde. Die Menge an Energie, die von der Sonne ausgehend senkrecht auf die Außenhülle der Atmosphäre fällt, bezeichnen wir als Sonnenkonstante. Der Wert beträgt ungefähr 1368 Watt pro Quadratmeter. Nur ein Teil dieser Leistung erreicht auch die Oberfläche - ungefähr 1000 Watt pro Quadratmeter bei heiterem Himmel und wenn die Sonne im Zenit steht - da sie beim Durchgang durch die Atmosphäre durch Streuung, Reflektion oder Absorbation geschwächt wird. Diese Energie kann mittels natürlicher und künstlicher Prozesse genutzt werden.

Bei der Photosynthese nehmen die Pflanzen die Energie der Sonne auf und setzen diese in eine chemische Form um (Sauerstoff und reduzierte Kohlenstoffverbindungen). Aus Sonnenstrahlung wird durch direkte Erhitzung oder durch Umwandlung in Solarzellen Elektrizität erzeugt oder die Sonnenstrahlung wird in PV-Anlagen zur Verrichtung anderer nützlicher Arbeiten verwendet. Die in Erdöl und in anderen fossilen Brennstoffen gespeicherte Energie ist ursprünglich in ferner Vergangenheit durch Photosynthese aus Sonnenlicht erzeugt worden.