El Sol es una estrella formada por diversos elementos en estado gaseoso, principalmente hidrógeno, en unas condiciones tales que producen de forma espontánea e ininterrumpida un proceso de fusión nuclear. Este es el origen de la energía solar, que se puede considerar como una fuente inagotable de energía.
La parte de esta energía que llega a la Tierra, aunque es muy pequeña, supera en unas 10.000 veces la potencia de todas las formas de energía que emplea el hombre. Así, al exterior de la atmósfera llegan unos 1.353 W/m2, cifra denominada "constante solar", energía que corresponde a una radiación electromagnética formada por distintas longitudes de onda (espectro solar) agrupadas en tres bandas: ultravioleta (UV), visible e infrarrojo (IR). Cada banda transporta una cantidad de energía determinada, siendo a este respecto las más importantes el visible y el IR.
Ahora bien, toda esta energía no llega a la superficie de la Tierra; al atravesar la radiación solar la atmósfera pierde intensidad, debido a diversos factores, tanto atmosféricos como geográficos. Todo ello hace que la energía que recibe la Tierra del Sol (radiación global) tenga dos componentes: la radiación directa, que no sufre cambios, y la radiación dispersa (o difusa), debida a la dispersión por parte de la atmósfera y del suelo. Con todo ésto, la radiación que llega al suelo es de unos 900 W/m2, valor que, a escala de todo el planeta, equivale a unas 2.000 veces el consumo energético mundial.
La irregular distribución de este flujo energético hace necesario su medida experimental, para obtener datos fiables para el diseño y construcción de los sistemas de captación. Actualmente se dispone de diferentes aparatos de medida de la radiación solar, que permiten elaborar los llamados "mapas solares", muy útiles en el cálculo de instalaciones de aprovechamiento de la energía solar.