太陽電池を用いて、太陽光を直接的に電力に変換する発電方式です。
太陽電池（ソーラーパネル、モジュール）にある半導体に光があたると電気が生まれる「光電効果」という仕組みを利用しています。夜間や日照不足の時間は発電することができない点がデメリットで、その分コストも高いです。世界で初めて太陽光発電が使われたのは、1958年のアメリカの人工衛星です。燃料が届かない宇宙で、電源として用いられました。世界的に普及したのは1990年代後期～2000年代初期で、最初はヨーロッパで普及しました。現在、太陽光発電の累積導入量の世界1位は中国、2位はアメリカ、3位は日本です。（国際エネルギー機関（IEA）が2019年に発表）日本では2009年の余剰電力買取制度、2012年にFIT制度（固定買取価格制度）を導入したことにより、太陽光発電の普及に大きな影響を与えました。一方で太陽光パネルの製品寿命を迎える2030年以降の太陽光パネル廃棄問題が課題にあげられています。