Güneş, yüksek sıcaklık ve yoğunluktaki gazlardan oluşan orta büyüklükte bir yıldızdır. Dünyaya 150 milyon km uzaklıktadır, çapı 1.39 milyon km ( dünyanın çapının 110 katı ) dir. Yüzeyde 5777 °K olduğu belirlenen sıcaklığın, merkezde 8 milyon °K olduğu tahmin edilmektedir. Bu yüksek sıcaklıkta, elektronlar atom çekirdeklerinden ayrılır ve serbest halde bulunurlar.
Bu karışıma plazma adı verilir, bu sıcaklıkta hafif elementlerin atom çekirdekleri bir araya gelerek daha ağır elementlerin çekirdeklerini oluştururlar.
Termo nükleer reaksiyon olarak adlandırılan bu füzyon tepkimesinde bir saniyede 564 milyon ton hidrojen 560 milyon ton helyuma dönüşür. Aradaki 4 milyon ton kütle farkı, güneş enerjisi olarak adlandırılan ısı ve ışık enerjisi halinde uzaya yayılır.
Dünya atmosferinin dışında güneş enerjisinin şiddeti, ortalama 1367 W/m² değerindedir, bu sayı güneş sabiti olarak bilinir. Güneş ışınları atmosferi geçerken, toz partikülleri ve gaz molekülleri tarafından yansıtılır, saptırılır ve absorbe edilir. Bu durum, güneş ışınlarının zayıflamasına neden olur. Güneş ışınlarının, atmosferi hiçbir engel olmadan geçen ve direkt olarak yeryüzüne ulaşan kısmı direkt ışınım olarak tanımlanır. Toz partikülleri ve gaz molekülleri tarafından yansıtılan veya absorbe edilip yeniden aksettirilen ve yönsüz olarak yeryüzüne ulaşan bölümü ise difüz ışınım olarak tanımlanır.
Direkt ve difüz ışınımların toplamı, yeryüzüne ( yatay yüzeye ) düşen toplam ışınım değerini ifade eder. Optimum şartlar altında ( bulutsuz , açık havada , öğlen saatlerinde ) toplam ışınım, 1000 W/m² değerine kadar ulaşmaktadır.
Kollektör tipine bağlı olmakla birlikte toplam ışınımın % 75’lik kısmından faydalanmak mümkündür.