Onder zonnewarmte (of zonthermisch) verstaat men het gebruik van de warmte die afkomstig is van de straling van de zon. Dit is dus niet hetzelfde als de directe omzetting van fotonen die in het zonlicht zitten in elektronen. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij zonnecellen.
Installaties die gebruik maken van zonnewarmte hebben daarom directe zoninstraling nodig. Zonnepalen kunnen daarentegen ook gebruik maken van licht dat indirect van de zon afkomstig is of zelfs van kunstlicht om energie mee op te wekken. Sommige systemen die zonnewarmte gebruiken doen dit op een directe wijze: de opgevangen warmte wordt dan direct gebruikt om iets op te warmen. Een andere manier om gebruik te kunnen maken van zonnewarmte is om die warmte bijvoorbeeld te gebruiken voor de productie van stroom.
Er bestaan plannen om grootschalige projecten op te zetten die zonlicht over een groot oppervlak bundelen. Dit wordt ook wel concentrated solar power (CSP) genoemd. In gebieden waar de zon veelvuldig schijnt zoals onder andere in Spanje, de Verenigde Staten en Australië worden er tests uitgevoerd met opstellingen om op die manier zo optimaal mogelijk de zon te gebruiken voor de aandrijving van stoomturbines. De straling van de zon wordt hierbij met behulp van een aantal spiegels geconcentreerd en ingestraald op een vloeistof die de warmte dan over zal dragen op het stoomcircuit waarmee bijvoorbeeld turbines voor het opwekken van stroom kunnen worden aangedreven.
Ook worden experimenten uitgevoerd met een kunstmatige luchtstroming die veroorzaakt wordt door verschillen in temperatuur. Dit idee kan worden toegepast in een zogenaamde zonneschoorsteen (solar flue) die honderden meters hoog zijn. De lucht die in de schoorsteen zal opstijgen zorgt direct voor de aandrijving van de turbines.
