Potenciali saulės energija yra saulėje sukaupta energija, kurią galima paversti kitomis energijos rūšimis. Tik labai maža dalis mums Žemėje gaunamos saulės energijos yra sulaikoma ir naudojama žmonių. Dauguma planetoje esančių atsinaujinančių energijos šaltinių yra gaunami iš saulės energijos. Vienintelės išimtys yra geoterminė ir potvynių energija.
Potenciali saulės energija į žemės paviršių patenka šviesos bangų pavidalu, kurios sklinda iš saulės per erdvę. Šios saulės energijos bangos ilgiai skiriasi – didžioji dalis šviesos yra infraraudonųjų spindulių arba matomoje srityje, o dalis – ultravioletinėje. Kai šviesos bangos pasiekia Žemės atmosferą, maždaug trečdalis energijos atsispindi atgal į erdvę. Likusią energijos dalį sugeria atmosfera, debesys, žemė ir jūra.
Dalis potencialios saulės energijos, kurią sugeria žemė, paverčiama kitomis energijos formomis, kurias žmonės gali panaudoti energijai gaminti. Saulės energija išgaruoja vandenį, o tai prisideda prie oro judėjimo, pavyzdžiui, vėjo. Vėjo energija gali būti naudojama elektros energijai gaminti.
Netgi energija, sukurta deginant iškastinį kurą, iš pradžių gaunama iš saulės energijos. Augalų fotosintezė sulaiko potencialią saulės energiją ir paverčia ją chemine energija, kuri sukuria naują anglies pagrindu pagamintą medžiagą. Tokiu būdu augalinės medžiagos, maistas, mediena ir gyvūninės medžiagos galiausiai atsiranda iš saulės saulės energijos.
Žmonės netiesiogiai naudoja potencialią saulės energiją degindami iškastinį kurą arba naudodami vėją ir kitus gamtos reiškinius elektrai gaminti, bet ir sulaiko dalį saulės energijos ir tiesiogiai paverčia ją elektra. Viena iš pagrindinių tam naudojamų technologijų yra fotoelektra. Atominiu lygmeniu fotoelektra veikia, nes tam tikros medžiagos turi savybę sugerti šviesos bangas, o paskui išleisti elektronus. Išsiskiriantys elektronai gali būti užfiksuoti kaip elektros srovė. Silicis yra viena iš tokių medžiagų.
Fotoelektros mokslas pirmą kartą buvo atrastas dar 1839 m. Daugiau nei šimtą metų ši technologija buvo per brangi, kad būtų plačiai naudojama. 1960-aisiais potenciali saulės energija buvo naudojama erdvėlaivių galiai sukurti. Šiuolaikinės technologijos pažengė taip, kad potenciali saulės energija gali būti efektyviai išnaudojama, o tai lemia daugybę asmeninių ir komercinių pritaikymų.