Kõige levinuim, mugavam ja otsesem päikesekiirgusest saadava energia kasutusviis on ruumide kütmine ja valgustamine ning vee soojendamine päikese toimel. Sellisel passiivsel moel energia kasutamise efektiivsemaks muutmiseks projekteeritakse majad maastikul nii, et aknad oleksid päikese suunas ning kasutatakse soojust absorbeerivaid materjale, et vähendada temperatuuri muutusi.

Lisaks passiivsele päikeseenergia kasutamisele tuntakse ka aktiivseid päikeseenergia süsteeme, mis erinevad esimestest selle poolest, et päikeseenergiat kasutatakse mõne muu seadme vahendusel. Näiteks võimaldavad päikesekollektorid otseselt või kaudselt soojendada vett, kasutades päikesekiirgust. Sel moel on päikeseenergia kogumine 3 korda efektiivsem, kui elektrienergia tootmine päikesevalgusest.

Päikesekollektori leiutas Šveitsi aristokraat ja loodusteadlane Horace-Bénédict de Saussure aastal 1767. Klaasist kasvuhoonet meenutava, musta põhja ja soojustatud seintega nn kuumkasti (hot box) uurides avas ta ukse täiesti uuele teadusharule. Päikeseenergiast elektrienergia saamise eeldused loodi 1839. aastal kui prantsuse loodusteadlane Alexandre Edmond Becquerel avastas fotogalvaanilise ehk fotoelektrilise efekti. Tänapäevane räni-päikesepaneel kasuteguriga juba 10%, valmistati esmakordselt 1956. aastal. Päikesepaneelid ja päikese elektrijaamad on sellest alates saanud osaks igapäeva elus - pisikestest taskukalkulaatoritest, kelladest kuni võimsate elektrijaamadeni, kus väljundvõimsusi mõõdetakse megavattides. Oleme maininud juba termineid päikesepaneel ja päikesekollektor, kas ja mille poolest need erinevad? Päikesepaneel on üldine termin päikest neelavate elementide kohta, mis kannavad päikeseenergiat üle torustiku või kaabli abil. Päikeseenergia kogumine ülekandmiseks vedelikule päikesepaneelis toimub päikesekollektori vahendusel. Õpiobjektis kirjeldatakse ka elektri tootmiseks kasutatavaid päikesepaneele.

Eestis on päikesepaisteliste tundide arv Eesti Meteoroloogia ja Hüdroloogia Instituudi andmete järgi keskmiselt 1745,7 tundi (1971-2000 aastate vaatluste tulemusel). Päikesepaisteliste tundide arv moodustas 2005-2010 aastate vaatluse tulemusel keskmiselt 1862,3 tundi. Kõige optimistlikumad prognoosid ütlevad, et 2020 aastaks võiks päikeseenergia anda 5- 25% maailma energia tootmiseks ning 2030. aastaks võiks päikeseenergia moodustada 15% kogu Euroopa energiatootmisest.