Il sistema fotovoltaico è un insieme di componenti meccanici, elettrici ed elettronici in grado di captare e convertire l’energia solare disponibile in energia elettrica. Ciò avviene sfruttando un fenomeno fisico, noto come effetto fotovoltaico, ovvero la capacità che hanno alcuni materiali semiconduttori (per esempio il silicio), opportunamente trattati, di generare elettricità se esposti alla radiazione luminosa.
Quando i fotoni (particelle di energia del sole) colpiscono una cella fotovoltaica una parte di energia è assorbita dal materiale ed alcuni elettroni, scalzati dalla posizione che occupano nella struttura atomica, scorrono attraverso il materiale semiconduttore opportunamente trattato producendo una corrente continua che può essere raccolta sulle superfici della cella. Le celle fotovoltaiche devono essere collegate elettricamente tra di loro andando a formare i moduli (pannelli) che dovranno essere orientati quanto più possibile perpendicolarmente alla radiazione solare.
I moduli fotovoltaici possono essere usati singolarmente (un modulo da 36 celle può caricare una batteria da 12V) oppure collegati tra loro in serie e parallelo così da realizzare impianti di produzione di energia elettrica della potenza desiderata. I sistemi fotovoltaici possono essere suddivisi in due categorie principali:

Grid–connected
Sistemi connessi alla rete elettrica in cui la corrente continua generata dai pannelli viene inviata ad un convertitore (inverter) dal quale ne esce sotto forma di corrente alternata per poi essere immessa nella linea di distribuzione.
Gli impianti possono essere provvisti anche di sistemi di accumulo (batterie): in tal caso il surplus di energia prodotto, anziché essere immesso in rete, viene accumulato e utilizzato successivamente, per esempio durante le ore di insolazione scarsa o nulla (soprattutto di notte). E’ possibile cosi raggiungere una percentuale di autoconsumo del 70-80%

Stand-alone
Sistemi isolati in grado di alimentare carichi sia in corrente continua (senza la presenza di un inverter) che in corrente alternata, ma sono in genere dotati di accumulo. In questi tipi di sistemi è necessario immagazzinare l’energia elettrica attraverso accumulatori elettrochimici (batterie) per garantire la continuità dell’erogazione anche nei momenti in cui non viene prodotta.