Sonnenenergie oder Solarenergie wird durch die Strahlung der Sonne erzeugt, die auf der Erde in Form von Licht und Wärme wahrnehmbar ist. Als unerschöpfliche Energiequelle, die zu den erneuerbaren Energien gezählt wird, kann sie auf vergleichsweise umweltfreundliche Weise für die Gewinnung von elektrischem Strom und Wärme nutzbar gemacht werden.

Die Sonne ist das Zentrum jenes Sonnensystems, in dem sich die Erde befindet. Ohne direkten Einfluss dieses großen Sterns auf die Erde gäbe es auf unserem Planeten kein Leben. In Inneren der Sonne kommt es zu einer Kernfusion, im Zuge derer durch Verbrennung von Wasserstoff das vergleichsweise schwerere Helium entsteht. Durch diese Reaktion wird Energie mit Temperaturen von mehreren Millionen Grad Celsius freigesetzt. An der Oberfläche der Sonne weist diese Energie immerhin noch Temperaturen von fast sechstausend Grad auf und wird in Form von Licht und Wärmestrahlung in All abgegeben. Ein kleiner Teil dieser Energie gelangt auch in die Erdatmosphäre, wo sie die Lebensgrundlage für Mensch, Tierwelt und Pflanzenwelt darstellt.

Die Sonne existiert seit über viereinhalb Milliarden Jahren und hat in dieser Zeitspanne etwa die Hälfte ihrer Wasserstoffreserven verbraucht. Dies bedeutet, dass sie noch einige Milliarden Jahre in ihrer jetzigen Beschaffenheit weiter existieren und die Erde mit Energie versorgen wird. Wissenschaftler nehmen an, dass die Menge an Sonnenenergie, die täglich auf die Erde trifft, den weltweiten Strom- und Wärmebedarf von acht Jahren decken könnte.

Die Strahlung der Sonne kann auf unterschiedliche Weise als erneuerbare, das heißt unerschöpfliche Energiequelle nutzbar gemacht werden. Dies passiert in sogenannten Solarkraftwerken, von denen mehrere Arten unterschieden werden. Zu den wichtigsten Formen zählt die Solarthermie, die auf Basis von Sonnenkollektoren Sonnenstrahlung in Wärme zum Heizen und zur Aufbereitung von Warmwasser umwandelt. Solche Sonnenkollektoren können an industriellen und öffentlichen Gebäuden ebenso angebracht werden wie an Privathäusern und bieten sich daher als direkte und in vielen Regionen der Erde verlässliche Alternative zur herkömmlichen Energieversorgung mit Erdöl oder Erdgas an. Zudem ist die Solarthermie vergleichsweise günstig, denn nach der Installation der Anlage fallen nur mehr gelegentliche Kosten für die Wartung an. Darüber hinaus kann durch die Nutzung der Strahlung in Solarthermie-Kraftwerken mithilfe von Wärmekraftmaschinen und Generatoren elektrischer Strom erzeugt werden. Eine besonders billige Möglichkeit, die Sonnenenergie nutzbar zu machen, ist die Erwärmung und Beleuchtung von Gebäuden und Räumen durch große Glasfenster- oder fronten. Ein überwiegend aus Glas konstruierter Wintergarten beispielsweise fängt auch in der kalten Jahreszeit die Sonnenwärme ein und ermöglicht ein helles und warmes Raumklima.

Neben der Solarthermie gilt auch die Photovoltaik als zukunftsweisende Form der Nutzung von Sonnenenergie. In Solarzellen, die miteinander verbunden sind, wird die Sonnenstrahlung mithilfe von Halbleiterschichten in elektrischen Strom umgewandelt. Solarzellen sind in großen Solarkraftwerken ebenso im Einsatz wie in Anlagen, die eine dezentrale Nutzung ermöglichen.

Da die Sonnenstrahlung einen direkten Einfluss auf das Wasser, den Wind und das Pflanzenwachstum nimmt, werden Wind- und Wasserenergie sowie Biomasse auch als indirekt genutzte Solarenergie bezeichnet.

Als saubere Energiequelle steht Sonnenstrahlung an zahlreichen Orten auf der Erde massenhaft zur Verfügung. Sie ist jedoch auch saisonalen Schwankungen sowie dem Tag-Nacht-Rhythmus unterworfen und nur begrenzt speicherbar. Ihre Nutzung kann dezentral erfolgen, was für einzelne Staaten und Haushalte wirtschaftliche Unabhängigkeit von Gas- und Ölpreisen sowie von Ländern mit hohen Rohstoffvorkommen bringt. Abhängig von Form und Größe einer Solarthermie- oder Photovoltaikanlage kann der Energiebedarf durch die Sonnenenergie teilweise oder gänzlich gedeckt werden. Abgesehen von der Fertigung und Installation werden durch solche Anlagen kaum Treibhausgase (siehe: Treibhauseffekt) freigesetzt. Wird die durch Sonnenstrahlung gewonnene Energie vor Ort genutzt, entfallen Transportwege, was mit einer erheblichen Reduktion von CO2-Emissionen einhergeht.