El sistema solar termoeléctrico produce electricidad utilizando un ciclo termodinámico convencional alimentado por el calor proveniente de la concentración de la radiación solar.

La concentración puede ser obtenida por la reflexión de la luz del sol sobre una serie de espejos orientados en manera de reunir todos los rayos en un único punto, donde se encuentra un receptor de calor. En el receptor circula el fluido primario que puede alcanzar temperaturas de 1000 °C, dependiendo del grado de concentración de la planta. El fluido primario transfiere el calor al líquido segundario que alimenta el ciclo termoeléctrico final constituido por el grupo turbina-alternador.

Los sistemas solares para la producción de termoelectricidad pueden agruparse en dos grandes categorías con respecto a la forma de recoger y concentrar la radiación solar: plantas con punto de enfoque central o lineal.

En las plantas con enfoque central los rayos del sol son recogidos por superficies reflectantes que los concentran idealmente en un único punto (en la práctica en un área pequeña), para alcanzar altos valores de de energía térmica. De esta manera es posible obtener en la superficie de recepción una temperatura tan alta que puede alimentar un ciclo termodinámico para la conversión de calor en electricidad. Pertenecen a esta clase de instalaciones:

• Los sistemas con espejos planos y un receptor en una torre central (SRC = Central Receiver Systems), que tienen un ratio de concentración de 200 a 1.000 veces.
• Los sistemas con espejos parabólicos y enfoque central (DCS = Distributed Collector Systems). Ambos sistemas funcionan a través de los dispositivos electromecánicos para el seguimiento de la posición del sol, seguidores de dos ejes, para de mantener los espejos en posición perpendicular al sol durante todo el día. Su capacidad de concentración es entre 1000 y 4000 veces, generando una potencia por unidad que puede variar de 5 a 25 kW.

En las plantas con enfoque lineal (Concentradores cilindro-parabólicos) la radiación solar recogida por una superficie semicilíndrica y concentrada por espejos parabólicos. Los semicilindros, que pueden tener longitudes de cientos de metros, se alinean con el eje principal a lo largo de la directriz de este a oeste y fijados en esa posición sobre el terreno. El seguimiento solar se realiza en este caso sólo en el eje vertical y su capacidad de concentración es de 30 a 80 veces.

En los tres casos se trata de dispositivos ópticos que concentran una imagen (el sol), y por lo tanto son sensibles sólo a la componente directa de la irradiación solar, mientras que la luz difusa, no es capturada por los espejos y se no se aprovecha en el balance energético.

Esta tecnología ha demostrado alcanzar en plantas de 10 MW, una eficiencia total de entre 8% y 12%.

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