Ba phương pháp chuyển đổi năng lượng cơ bản sử dụng năng lượng mặt trời là: 1. Chuyển đổi quang hóa; 2. Chuyển đổi quang nhiệt; 3. Chuyển đổi quang điện.

      Sự biến đổi quang hóa phổ biến nhất là quá trình quang hợp của thực vật. Quang hợp là quá trình chuyển đổi carbon dioxide và nước thành carbohydrate bằng cách sử dụng chất diệp lục thực vật để hấp thụ năng lượng ánh sáng dưới mặt trời.

      Quá trình chuyển đổi ánh sáng thành quang năng là thu nhận bức xạ mặt trời thông qua phản xạ, hấp thụ hoặc các phương tiện khác, sau đó chuyển nó thành nhiệt và sử dụng. Do nhiệt năng tiêu thụ trong sản xuất và đời sống là loại năng lượng được sử dụng nhiều nhất nên việc tận dụng nhiệt năng là một mặt quan trọng của việc sử dụng năng lượng mặt trời hiện nay.

      Chuyển đổi quang điện là sự biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng, Pin mặt trời hiện nay là một thiết bị bán dẫn phổ biến có thể chuyển đổi trực tiếp bức xạ mặt trời thành năng lượng điện. Do các vật liệu khác nhau, hiệu suất chuyển đổi quang điện thường khoảng 10%. Với sự phát triển của công nghệ và sự sụt giảm của giá vật liệu, chắc chắn pin mặt trời sẽ phát triển theo hướng ứng dụng năng lượng cao hơn.