Potentiaalinen aurinkoenergia on aurinkoon varastoitunutta energiaa, joka voidaan muuntaa muihin energiamuotoihin. Vain hyvin pieni osa meille maan päällä auringosta saatavasta energiasta jää loukkuun ja ihmisten käyttämänä. Suurin osa planeetalla saatavilla olevista uusiutuvista energialähteistä on peräisin auringon energiasta. Ainoat poikkeukset ovat geoterminen ja vuorovesienergia.
Potentiaalinen aurinkoenergia saapuu maan pinnalle valoaaltoina, jotka ovat kulkeneet auringosta avaruuden läpi. Tämän aurinkoenergian aallonpituudet vaihtelevat, ja suurin osa valosta on infrapuna- tai näkyvällä alueella ja osa ultraviolettialueella. Kun valoaallot saapuvat maan ilmakehään, noin kolmannes energiasta heijastuu takaisin avaruuteen. Loput energiasta imeytyvät ilmakehään, pilviin, maahan ja mereen.
Osa potentiaalisesta aurinkoenergiasta, jonka maa absorboi, muunnetaan muiksi energiamuodoiksi, joita ihmiset voivat käyttää sähkön tuottamiseen. Aurinkoenergia saa veden haihtumaan, mikä edistää ilman liikkeitä, kuten tuulta. Tuulivoimaa voidaan käyttää sähkön tuottamiseen.
Myös fossiilisten polttoaineiden polttamisen tuottama voima tulee alun perin aurinkoenergiasta. Kasvien fotosynteesi vangitsee potentiaalisen aurinkoenergian ja muuntaa sen kemialliseksi energiaksi, joka luo uutta hiilipohjaista ainetta. Tällä tavalla kasviaines, ruoka, puu ja eläinainekset ovat kaikki peräisin viime kädessä auringon aurinkoenergiasta.
Sen lisäksi, että ihmiset käyttävät potentiaalista aurinkoenergiaa epäsuorasti polttamalla fossiilisia polttoaineita tai käyttämällä tuulta ja muita luonnonilmiöitä sähkön tuottamiseen, ihmiset myös vangitsevat osan aurinkoenergiasta ja muuntavat sen suoraan sähköksi. Yksi tärkeimmistä tämän tekemiseen käytetyistä teknologioista on aurinkosähkö. Atomitasolla aurinkosähkö toimii, koska tietyillä materiaaleilla on kyky absorboida valoaaltoja ja sitten vapauttaa elektroneja. Vapautuvat elektronit voidaan siepata sähkövirtana. Pii on yksi tällainen materiaali.
Aurinkosähkötiede löydettiin ensimmäisen kerran jo vuonna 1839. Yli sadan vuoden ajan tekniikka oli liian kallista laajaan käyttöön. 1960-luvulla potentiaalista aurinkoenergiaa käytettiin avaruusalusten tehon tuottamiseen. Moderni teknologia on nyt edennyt pisteeseen, jossa potentiaalista aurinkoenergiaa voidaan hyödyntää tehokkaasti, mikä on johtanut moniin henkilökohtaisiin ja kaupallisiin sovelluksiin.