A napenergia átalakítását elektromos árammá a napelemek végzik. A napelem egy félvezető dióda, benne egy n-típusú és egy p-típusú anyaggal szennyezett félvezető réteg helyezkedik el. A napelemre beeső fény fotonjai fotoelektromos effektussal elektronokat hoznak mozgásba, és löknek át az egyik félvezető rétegből a másikba . Így a napenergia intenzitásával arányos áram keletkezik. Ezt közvetlenül fel lehet használni például fényforrások táplálására, az általános felhasználáshoz azonban 50 Hz-es váltóáramot kell előállítani belőle.

Egy lakás, családi ház energiafogyasztását egy körülbelül 6-10 kW teljesítményű energiaforrás képes fedezni. A lakás energiaigényéhez ezért 30-50 m2-es napelem lenne szükséges. Ez egyrészt túl nagy a tető felületéhez képest, másrészt nagyon drága. A napelemek anyagának szerkezete háromféle lehet az ár és hatásfok csökkenő sorrendjében: monokristályos, polikristályos és amorf szilíciumos félvezető. A legújabb technológia az üveg típusú napelem, melyek ablakokba is beszerelhetők.

Általában az energiát nem a déli legnagyobb napsütés idején szeretnénk felhasználni, hanem este. A napenergia felhasználását ezért kiegészíti a tárolásának technológiája, mely lehet akkumulátoros, vagy hidrogéncellás, de ezek napjainkban még nem terjedtek el.

A napenergia jóval hatékonyabban felhasználható, ha hővé alakítjuk. Az erre szolgáló napkollektorok használata egyre terjed a családi házak melegvízellátására. A fosszilis energiahordozókat felhasználó kazánokat nem váltják ki, de hatékonyan rásegítenek.

Mindennapjainkban már szinte nem tudunk elmenni sem a napenergia felhasználásával kapcsolatos reklámok, információk mellett. Felhasználhatósága bizonyított, természetesen határt abban, hogy milyen szinten használjuk fel a háztartásban, vagy felhasználjuk-e egyáltalán, csak a pénztárcánk szabhat.