קיימות מגבלות עקרוניות בניצול אנרגיית השמש, עקב מספר סיבות:
- השמש אינה מאירה בכל שעות היממה.
- השמש אינה מאירה כל הימים (בכל עונות השנה).
- כמות קרינת השמש הנופלת על יחידת שטח על פני כדור הארץ מוגבלת, ונדרשים שטחים גדולים כדי להפיק כמות גדולה של אנרגיה.
למרות זאת, כאשר תימצאנה שיטות יעילות וזולות לאיחסון ושינוע של האנרגיה הנקלטת מהשמש, ניתן יהיה לכסות אזורי מדבר בלתי מיושבים, במתקנים לקליטת אנרגיית השמש, ולהעביר את האנרגיה לאזורי יישוב מרוחקים בהם יש צורך באנרגיה זו.
