Dünyanın yörüngesi üzerinde, uzayda, birim alana ulaşan Güneş ışınları, Güneş'e dik bir yüzey üzerinde ölçüldükleri zaman 1,366 W/m2dir. Bu değer Güneş enerjisi sabiti olarak da anılır.Gezegen atmosfer bu enerjinin %6’sını yansıtır, %16’sını da sönümler ve böylece deniz seviyesinde ulaşılabilen en yüksek Güneş enerjisi 1,020 W/m2dir.Bulutlar gelen ışımayı, yansıtma suretiyle yaklaşık %20, sönümleme suretiyle de yaklaşık %16 azaltırlar. Sağdaki resim 1991 ve 1993 yılları arasında uydu verilerine dayanarak elde edilebilen ortalama Güneş enerjisinin W/m2 cinsinden gösterimidir. Örneğin Kuzey Amerika’ya ulaşan Güneş enerjisi 125 ile 375 W/m2 arasında değişirken günlük elde edilebilen enerji miktarı, 3 ila 9 kWh/m2 (kilowatt.saat/metrekare) arasında değişmektedir.
Bu değer, elde edilebilecek mümkün en yüksek değer olup Güneş enerjisi teknolojisinin sağlayacağı en yüksek değer anlamına gelmez. Örneğin, PV panelleri (fotovoltaik panel), bugün için yaklaşık %15’lik bir verime sahiptirler. Bu nedenle, aynı bölgede bir Güneş paneli, 19 ile 56 W/m2 ya da günlük 0,45-1,35 kWh/m2 enerji sağlayacaktır. Bugünkü %8 verime dayalı teknoloji ile dahi, işaretli bölgelere yerleştirilecek Güneş panelleri, bugün fosil yakıtlar, hidroelektrik vb kaynaklara dayalı tüm santrallerin ürettiği elektrik enerjisinden biraz daha fazlasını üretebilecektir.
Hava kirliliğinin neden olduğu küresel loşluk ise daha az miktarda güneş ışının yeryüzüne ulaşmasına neden olduğu için, Güneş enerjisinin geleceği ile ilgili az da olsa endişe yaratmaktadır. 1961-90 yılları arasını kapsayan bir araştırmada, aynı dönem içerisinde deniz seviyesine ulaşan ortalama Güneş ışını miktarında %4 azalma olduğu gözlenmiştir.
Dünya atmosferinin güneş ışınımı üzerindeki kalkan etkisi. En üstteki görüntü, Dünya atmosferinin (TOA) tepesindeki yıllık ortalama güneş ışınımıdır (veya güneşlenme); alttaki görüntü, atmosferden geçtikten sonra Dünya yüzeyine ulaşan yıllık güneşlenmeyi göstermektedir. İki görüntünün aynı renk skalasını kullandığını unutmayın.