Η ηλιακή ακτινοβολία είναι ένας υπολογισμός της ποσότητας της ηλιακής ακτινοβολίας που λαμβάνεται από τον Ήλιο, είτε στην κορυφή της ατμόσφαιρας της Γης είτε στο επίπεδο της γης. Ο όρος προέρχεται από τη φράση εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία. Συνήθως ορίζεται ως watt ανά τετραγωνικό μέτρο (W/m2) για εφαρμογές ηλιακής ενέργειας κυψελών ή κιλοβατώρες ανά τετραγωνικό μέτρο ανά ημέρα (kW-h/m2-ημέρα), το οποίο χρησιμοποιείται συνήθως στη μετεωρολογία για προβλέψεις καιρού. Λαμβάνεται υπόψη ολόκληρο το φάσμα της ακτινοβολίας από τον Ήλιο, το οποίο κυμαίνεται από ένα μήκος κύματος περίπου 350 νανόμετρα έως 2,350 νανόμετρα, παρόλο που το ορατό φάσμα φωτός για τον άνθρωπο είναι μόνο μεταξύ 400 και 700 νανόμετρα.
Τόσο οι παγκόσμιες όσο και οι περιφερειακές τιμές ηλιοφάνειας έχουν αποτυπωθεί λεπτομερώς. Δεδομένου ότι οι τιμές των γραφημάτων βασίζονται συνήθως σε αυτά που θεωρούνται χρησιμοποιήσιμα ποσοστά ηλιακής ακτινοβολίας, η τιμή είναι συχνά αρκετά μικρή σε καθημερινή βάση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το ηλιακό φως που φτάνει στην επιφάνεια της Γης νωρίς ή αργά μέσα σε μια μέρα ή μέσω συννεφιασμένων ή βροχερών ουρανών έχει συχνά περιορισμένη αξία για εφαρμογές ηλιακής ενέργειας ή βιομηχανικές και γεωργικές διεργασίες που βασίζονται σε αυτό.
Σε έναν παγκόσμιο χάρτη ηλιοφάνειας, τα ποσοστά ηλιακής ενέργειας βασίζονται στη βέλτιστη κλίση προς τον Ήλιο, στο χαμηλότερο επίπεδο ακτινοβολίας του έτους για άμεσο ηλιακό φως και σε μέτρα στο τετράγωνο. Αυτό δίνει τιμές σε ώρες που κυμαίνονται από 6 έως 6.9 σε ισημερινές, ερημικές περιοχές, έως 1.0 έως 1.9 ώρες σε βόρεια ή νότια γεωγραφικά πλάτη που λαμβάνουν λίγο άμεσο φως. Τα ευρωπαϊκά έθνη κυμαίνονται από 3.5 ώρες την ημέρα στην Πορτογαλία έως 0.8 ώρες την ημέρα στην Ισλανδία. Αντίθετα, το ποσοστό ηλιοφάνειας σε μια περιοχή όπως η Καλιφόρνια στις ΗΠΑ είναι συνήθως 5.5 ώρες την ημέρα για κάθε μέσο τετραγωνικό μέτρο γης και το Anchorage, Αλάσκα, δέχεται 2.09 ώρες.
Η ηλιακή ηλιακή ακτινοβολία εξασθενεί άμεσα από την ατμόσφαιρα της Γης γενικά. Στην κορυφή της ατμόσφαιρας, οι ρυθμοί ηλιοφάνειας είναι πιο σταθεροί σε όλο τον κόσμο και υπολογίζονται σε 1,366 W/m2. Μόλις αυτό το φως φτάσει στην επιφάνεια της Γης, έχει μειωθεί κατά μέσο όρο σε περίπου 1,000 W/m2, αλλά αυτό από μόνο του είναι υπερβολή του πραγματικού επιπέδου ακτινοβολίας επειδή είναι μια τιμή που βασίζεται μόνο στο άμεσο ηλιακό φως. Όταν υπολογίζεται ο μέσος όρος των ρυθμών ηλιακής ακτινοβολίας για μια ολόκληρη περίοδο 24 ωρών, συμπεριλαμβανομένης της νύχτας και της ανατολής/δύσης του ηλίου, καθώς και των συγκαλυπτικών συνθηκών στην ατμόσφαιρα, τα επίπεδα ηλιακής ακτινοβολίας πέφτουν σε περίπου 250 W/m2.
Η γνώση της γωνίας ηλιοφάνειας για το γεωγραφικό πλάτος και τη στάθμη της θάλασσας μιας τοποθεσίας καθορίζει πόσο μεγάλη πρέπει να είναι μια ηλιακή συστοιχία για να παράγει μια προβλέψιμη ποσότητα ισχύος. Συνήθως, το άμεσο ηλιακό φως είναι πιο συχνά παρόν κατά τις περιόδους 10 π.μ. έως 4 μ.μ. Ενώ οι ηλιακές κυψέλες μπορούν να παράγουν ενέργεια υπό συνθήκες περιορισμένου φωτός, θα είναι πιο αποδοτικές κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου.