Der Begriff „Photovoltaik“ wird oft zu „PV“ abgekürzt. Der Begriff setzt sich zusammen aus Photon (griechisch für Licht) und dem Namen des Physikers Alessandro Volta (1745-1827), zu seiner Zeit einer der führenden Forscher im Bereich der galvanischen Elektrizität. Er konstruierte im Jahr 1780 die erste elektrische Batterie.

Mit einer Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage) wird Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom umgewandelt. Dies geschieht mittels Solarzellen (=Photovoltaik-Modul bzw. PV-Modul). Ein Solar- oder PV-Modul besteht aus mehreren aneinander angeschlossenen Solarzellen, die zwischen zwei Glas- oder Kunststoffscheiben eingebettet und so vor Witterungseinflüssen geschützt sind. PV-Module werden in der Regel in einem Rahmen auf dem Dach oder einem Trägergestell montiert.

Solarzellen erzeugen Gleichstrom bzw. Gleichspannung (wie eine Batterie), diese wird meist in Wechselspannung umgewandelt (mittels Wechselrichter) und ins Stromnetz (230 V, 50 Hz) eingespeist bzw. verbraucht. Die meiste Verwendung finden heute Silizium-Solarzellen, deren Lebensdauer mindestens 20 Jahre beträgt. Solarzellen haben nach ca. 3 Jahren Betriebszeit die für die Herstellung der Zellen benötigte Energie wieder gewonnen, somit erzeugen sie während ihrer Betriebszeit 7 mal mehr Energie als für die Herstellung nötig ist. Silizium ist auf der Erde als Bestandteil des Sands im Überfluss vorhanden. Bei der laufenden Stromerzeugung werden keine fossilen Energieträger verbraucht. Die kostenlose Energie der Sonne genügt und ist ausreichend verfügbar! Strom aus Solarzellen ist damit im Gegensatz zur herkömmlichen Stromerzeugung umweltverträglich, d.h. es entstehen keine Schadstoffe und kein CO₂.

Photovoltaikanlagen sollten nach Süden ausgerichtet werden. Bis zu 45° Abweichung sind aber tolerierbar, der Ertrag sinkt dann auf etwa 90%. Für einen optimalen Ganzjahresertrag sollte die Dachneigung etwa 30° betragen. Bis zu 20° steiler oder flacher schränkt den Ertrag jedoch nicht ein.

Eine Fläche von 10 m² liefert in Mitteleuropa ca. 800 kWh Strom im Jahr bei einer Spitzenleistung von ca. 1 kWp (1000 Wp). „p“ bedeutet in diesem Zusammenhang „peak“, also Maximalleistung.
PV-Anlagen sollten immer mit Netzanbindung installiert werden, da eine Anlage für den Inselbetrieb sehr hohe Kosten verursacht (Batterie, Ladegeräte, Platzbedarf, Überdimensionierung aus Sicherheitsgründen).