通常人们所说的太阳能电站,指的是太阳能热电站．这种发电站先将太阳光转变成热能,然后再通过机械装置将热能转变成电能。

太阳能电站能量转换的过程是: 利用集热器(聚光镜)和吸热器(锅炉)把分散的太阳辐射能汇聚成集中的热能,经热换器和汽轮发电机把热能变成机械能,再变成电能．它与一般火力发电厂的区别在于,其动力来源不是煤或燃油,而是太阳的辐射能．一般来说,太阳能电站多数采用在地面上设置许多聚光镜,以不同角度和方向把太阳光收集起来,集中反射到一个高塔顶部的专用锅炉上,使锅炉里的水受热变为高压蒸汽,用来驱动汽轮机,再由汽轮机带动发电机发电。

另外,太阳能电站的独特之处还在于电站内设有蓄热器．当用高压蒸汽推动汽轮机转动的同时,通过管道将一部分热能储存在蓄热器中．如果在阴天、雨天或晚上没太阳时,就由蓄热器供应热能,以保证电站连续发电．世界上第一座太阳能热电站,是建在法国的奥德约太阳能热电站,这座电站当时的发电能力仅为64 千瓦,但它却为以后太阳能热电站的建立和发展打下了基础。

1982年,美国建成了一座大型塔式太阳能热电站,这座电站用了1818个聚光镜,塔高80 米,发电能力为10,000 千瓦．它利用太阳能把油加热,再用高温油将水变成蒸汽,利用蒸汽来推动汽轮发电机发电。

太阳能热电站不足之处在于: 一是需要占用很大地方来设置反光镜；二是它的发电能力受天气和太阳出没的影响较大．虽然热电站一般都安装有蓄热器,但不能从根本上消除影响．因此,人们设想把太阳能热电站搬到宇宙空间去,从而能使热电站连续不断地发电,满足人们对能源日益增长的需要。