Aurinkoenergia mielletään keskusteluissa usein vain aurinkosähköksi, vaikka todellisuudessa auringon säteilyenergiaa voidaan usein hyödyntää suoraan lämpönä. Lämmön tuotannossa auringon säteilyn hyödyntämisen hyötysuhde on usein jopa neljä kertaa parempi kuin aurinkosähkön tuotannossa. Aurinkopaneelien hyötysuhde on parhaimmillaan noin 20 prosenttia (%), kun aurinkolämmössä säteilyenergiasta saadaan lämpönä talteen jopa yli 80%.

Sähkö on kulutuksen kannalta äärimmäisen tarpeellinen, kätevä ja monikäyttöinen energian muoto. Sähköllä voidaan tuottaa valaistusta, liikettä, lämpöä ja erilaisia teollisuuden kemiallis-fysiologisia prosesseja. Lisäksi sähkön siirtäminen on suhteellisen helppoa ja edullista. Suurin ongelma lienee sähkön varastointi, koska sähkönä sähköä voidaan varastoida vain akkuihin, mikä on toistaiseksi suhteellisen kallista.

Lämpöenergian varastointi on edullista ja esimerkiksi suuriin vesivarastoihin – vaikkapa maanalaisiin luoliin – on mahdollista varastoida huomattavia määriä lämpöenergiaa. Edullisen aurinkolämmön tuotannossa ja varastoinnissa lämpötila on kuitenkin kynnyskysymys. Noin sataan celsius-asteeseen asti (°C) teknologia on tuttua ja edullista. Korkeammissa lämpötiloissa vaikeusaste kasvaa

Aurinkovyöhykkeellä, eli käytännössä subtrooppisella alueella tai joka tapauksessa lähempänä kääntöpiirien rajaamaa vyöhykettä, on helpompaa tuottaa myös hyvin korkeita lämpötiloja auringon säteilyn avulla. Tyypilliset sovellukset ovat keskittävään aurinkovoimaan (Concentrated solar power, CSP) perustuvat ratkaisut, joilla voidaan tuottaa 400–800°C öljyä tai sulaa suolaa, joista edelleen tuotetaan höyryä höyryturbiineille. Silloin tuotanto voi myös olla ympärivuorokautista.