Nói chung, một pin mặt trời bao gồm cả nguồn ánh sáng mặt trời và vô nghĩa (như photon từ bóng đèn sợi đốt) được gọi là một tế bào quang điện.

Về cơ bản, thiết bị chỉ cần thực hiện hai chức năng: phát quang các sóng mang điện (electron và lỗ) trong vật liệu hấp thụ ánh sáng và tách các sóng mang điện với một tiếp điểm dẫn điện sẽ truyền tải điện.

Chuyển đổi này được gọi là hiệu ứng quang điện, và lĩnh vực nghiên cứu liên quan đến pin mặt trời được gọi là quang điện.

Pin mặt trời có nhiều ứng dụng.

Các tế bào mặt trời trong lịch sử đã được sử dụng trong các tình huống không có điện từ lưới điện, như hệ thống điện từ xa, vệ tinh quay quanh trái đất, hệ thống tiêu dùng, ví dụ như máy tính cầm tay hoặc đồng hồ đeo tay, điện thoại vô tuyến từ xa và các ứng dụng bơm nước.

Các tế bào mặt trời được coi là một trong những công nghệ chủ chốt hướng tới một nguồn cung cấp năng lượng bền vững.