Güneş enerjisi güneşten gelir, ancak güneşin yaydığı enerji büyük ölçüde nükleer füzyondan gelir. Spesifik olarak, iki hidrojen atomunun tek bir helyum atomuna birleştirilmesidir.
İki atomun tek bir daha büyük atoma füzyonu enerji üretir çünkü iki atomdan bir tanesine dönüşüm sırasında az miktarda kütle kaybolur. Einstein'ın formülüne göre, bu reaksiyondan üretilen enerji, ışık kare hızının kaybettiği çarpı kütleye eşittir.
Reaksiyon, güneşin çekirdeğinde meydana gelir, burada saf yerçekimi basıncı hidrojen gazını sıkıca sıkar, atomlar birbirleriyle çarpışmaya ve kaynaşmaya zorlanır. Reaksiyonların ürettiği enerji, metrekare başına 1.300 watt üretir. Bu enerjinin bir kısmı atmosfer tarafından saptırılır, ancak Dünya'daki her metrekareye günde 4.2 kilovat alır.
Güneş kollektörleri çalışır, çünkü güneş ışığına maruz kaldığında kıvılcım çıkaran bir madde içerirler. Selenyum kullanılan ilk güneş hücreleri, ancak modern olanları iletkenliği artırmak için katkılı yabancı madde ile silikon dayanmaktadır. Ortalama bir güneş hücresi, bor içerdiği için pozitif yüklü bir üst silikon katmanına ve fosfor içerdiğinden negatif yüklü bir alt katmana sahiptir. Katmanlar arasındaki şarjın akışı, genel kullanım için şarj edilebilir bir bataryada saklanabilen elektrik üretir.
AC iç mekanlarda elektrik kablolamasında yaygın olarak kullanıldığı için, bataryadaki DC elektriği AC'ye değiştirmek için bir güç çevirici kullanılabilir.
