Fotovoltaika je metóda, prostredníctvom ktorej sa slnečné žiarenie premieňa na elektrickú energiu – jednosmerný prúd.
Je založená na fotoelektrickom jave. Ten spočíva v tom, že pri dopade fotónov (čiastočiek slnečného žiarenia) na polovodičový p-n prechod dochádza k uvoľňovaniu a hromadeniu voľných elektrónov. Aby tie dokázali byť odoberané vo forme elektrického prúdu, súčasťou článku musia byť elektródy. Z tohto základného princípu fungovania je odvodený aj samotný názov fotovoltaiky. Slovo „foto“ reprezentuje svetlo a „volt“ je jednotka elektrického napätia.
Samotný proces premeny slnečného žiarenia na elektrickú energiu sa odohráva vo fotovoltaických článkoch. Tie sú pomerne malé, takže aby dokázali generovať dostatok využiteľného elektrického prúdu, spájajú sa do väčších celkov – panelov. Panely sa zas spájajú do systémov, ktoré sa nazývajú fotovoltaické elektrárne. Menšie sa skladajú z 2, 3 či štyroch panelov, väčšie ich môžu mať aj desiatky.
Fotovoltaické elektrárne sa následne pripájajú na rozvody nehnuteľnosti, prípadne distribučnú sieť.