Aurinkoenergialaitos käyttää auringon voimaa sähkön tuottamiseen. Aurinko säteilee auringonsäteilyä, ja tietyt laitteet, kuten aurinkopaneelit, on suunniteltu reagoimaan tähän säteilyyn ja muuttamaan se sähköksi. Useimmat aurinkoenergialaitokset käyttävät auringon lämpövoimaa neste- ja voimalaturbiinien säiliöiden lämmittämiseen. Paraboliset kourut, aurinkokennot ja aurinkotornit ovat kolme yleisintä aurinkolämpöjärjestelmää, joita käytetään sähkön massatuotantoon aurinkoenergialaitoksissa.
Monet aurinkoenergialaitokset käyttävät auringon säteilyä lämmittämään nesteitä korkeisiin lämpötiloihin ja tuottamaan höyryä. Turbiinissa höyryn liike- tai liikkuva energia muuttuu mekaaniseksi energiaksi, mikä saa turbiinin pyörimään ja tuottamaan sähköä. Pyörivän turbiinin tuottama energia voidaan hyödyntää ja tallentaa generaattoriin. Vaikka fossiilisten polttoaineiden polttaminen tuottaa myös turbiinien pyörimiseen tarvittavaa höyryä, aurinkosäteilyn hyödyntäminen on paljon puhtaampi ja energiatehokkaampi tapa luoda sähköä.
Kalifornian Mojaven autiomaassa avattiin vuonna 1980 laajamittainen parabolinen aurinkovoimala. Tämä laitos tuottaa huomattavan osan alueen energiasta, joka saadaan uusiutuvista luonnonvaroista. Parabolisissa kourujärjestelmissä on heijastimia, jotka kohdistavat auringon säteet vastaanottimen putkiin. Neste kuumenee, kun se virtaa vastaanottimien läpi ja muodostaa höyryä, joka syötetään turbiiniin ja generaattorijärjestelmään. Tietyt paraboliset kourujärjestelmät, kuten Mojaven aavikon järjestelmä, on yhdistetty fossiilisten polttoaineiden polttojärjestelmiin, jotka on suunniteltu kompensoimaan pilvisiä päiviä ja muita alhaisia aurinkoenergiajaksoja.
Aurinkokennojärjestelmissä käytetään aurinkokeräimiä, jotka on suunniteltu seuraamaan aurinkoa ja liikkumaan absorboimaan suurin määrä aurinkoenergiaa milloin tahansa. Nämä järjestelmät keskittävät aurinkoenergian astian komponentin keskipisteeseen, lämmittäen nesteitä. Aurinkoenergialaitos, joka käyttää aurinkokennoja, pakkaa ja lämmittää nestettä turbiinien pyörittämiseen ja sähkön tuottamiseen. Paraboliset kourut voivat lämmittää nesteitä keskimäärin 750 asteen (398.9 astetta) lämpötilaan, mutta aurinkokennot tarjoavat käyttölämpötiloja, jotka voivat ylittää 1,380 astetta (748.9 astetta).
Heliostaatit ovat pohjimmiltaan litteitä peilejä, joita käytetään auringon seuraamiseen. Aurinkovoimala voidaan yhdistää aurinkovoimalajärjestelmään, joka sisältää satoja tai jopa tuhansia heliostaatteja. Nämä heliostaatit on järjestetty tavalla, joka ohjaa auringon säteet torniin, joka sisältää lämmönkeruunesteen. Laajamittainen aurinkovoimatornitoiminta on erittäin tehokasta ja voi tarjota taloudellisen sähkön lähteen tulevaisuudessa.