Η ηλιακή ακτινοβολία είναι ένα μέτρο της ποσότητας της ηλιακής ενέργειας που φτάνει σε μια επιφάνεια, ή ακτινοβολία, σε μια δεδομένη επιφάνεια με την πάροδο του χρόνου. Η εν λόγω επιφάνεια μπορεί να είναι οτιδήποτε εκτίθεται στο ηλιακό φως, από ένα συγκεκριμένο αντικείμενο ή τοποθεσία στη Γη έως μικρά διαστημικά αντικείμενα όπως τεχνητοί δορυφόροι στην επιφάνεια ενός ολόκληρου πλανήτη. Η ηλιακή ηλιακή ακτινοβολία μιας συγκεκριμένης περιοχής της Γης εξαρτάται από την απόστασή της από τον ισημερινό, τις καιρικές συνθήκες και την ώρα της ημέρας και του έτους. Είναι απαραίτητο για τη συνέχιση της ύπαρξης ζωής στη Γη, καθώς τα φυτά βασίζονται στην ενέργεια από τον ήλιο για να επιβιώσουν, καθώς και ότι αποτελούν σημαντικό παράγοντα στην κατασκευή και τη θέση του εξοπλισμού για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από την ηλιακή ενέργεια.
Συνήθως μετρούμενη σε watt ανά τετραγωνικό μέτρο, η μέση ηλιακή ηλιακή ακτινοβολία μιας περιοχής για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους δίνεται συχνά ως κιλοβατώρες ανά τετραγωνικό μέτρο ανά ημέρα. Τα watt είναι η τυπική μετρική μονάδα ισχύος ή ενέργειας με την πάροδο του χρόνου. ένα watt ισχύος ισούται με ένα joule ενέργειας ανά δευτερόλεπτο. Μια κιλοβατώρα, ένας όρος που χρησιμοποιείται πιο συχνά σε σχέση με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, είναι αρκετή ενέργεια για να παράγει ισχύ 1,000 watt για μία ώρα ή 3,600,000 joules (3.6 megajoules).
Όσο πιο άμεσα μια επιφάνεια βλέπει τον ήλιο, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η ηλιακή της ηλιακή ακτινοβολία. Η μέγιστη ηλιακή ηλιακή ακτινοβολία παράγεται όταν το φως του ήλιου χτυπά υπό γωνία 90 μοιρών. Η ηλιακή ακτινοβολία μειώνεται καθώς η γωνία γίνεται χαμηλότερη, επειδή μια χαμηλότερη γωνία διαχέει την ίδια ποσότητα ενέργειας ακτινοβολίας σε μια ευρύτερη περιοχή. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η περιοχή γύρω από τον ισημερινό της Γης, η οποία δέχεται το πιο άμεσο ηλιακό φως, είναι το θερμότερο μέρος της Γης και οι πολικές περιοχές είναι οι πιο ψυχρές. Προκαλεί επίσης τις μεταβαλλόμενες εποχές, επειδή ο κεκλιμένος άξονας της Γης σημαίνει ότι η γωνία του ηλιακού φωτός που φτάνει σε ένα δεδομένο μέρος του πλανήτη αλλάζει κατά τη διάρκεια του έτους. Αυτός είναι επίσης ο λόγος που η θερμοκρασία μια δεδομένη ημέρα θα τείνει να κορυφώνεται γύρω στο ηλιακό μεσημέρι, όταν ο ήλιος βρίσκεται στο υψηλότερο σημείο του στον ουρανό, και στη συνέχεια θα μειώνεται καθώς ο ήλιος πέφτει πιο κοντά στον ορίζοντα αργότερα μέσα στην ημέρα.
Η συνολική ηλιακή ηλιακή ακτινοβολία της εξωτερικής ατμόσφαιρας της Γης από το άμεσο ηλιακό φως είναι κατά μέσο όρο περίπου 1,366 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο υπό γωνία 90 μοιρών κατά τη διάρκεια ενός έτους, η πλειοψηφία των οποίων είναι με τη μορφή ορατού φωτός. Η εξασθένηση του ηλιακού φωτός καθώς περνά μέσα από την ατμόσφαιρα μειώνει σε περίπου 1,000 watt ανά τετραγωνικό μέτρο υπό γωνία 90 μοιρών μέχρι να φτάσει στην επιφάνεια της Γης. Αυτός ο αριθμός μειώνεται σταθερά καθώς ένα άτομο μετακινείται σε μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη και μειώνεται σε ώρες της ημέρας πιο μακριά από το ηλιακό μεσημέρι, πέφτοντας σχεδόν σε τίποτα τη νύχτα. Η μέση ηλιοφάνεια της Γης στο σύνολό της κατά τη διάρκεια ενός έτους είναι περίπου 250 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο.
Οι περιοχές σε παρόμοια γεωγραφικά πλάτη μπορεί να έχουν σημαντικές διαφορές στη μέση ηλιακή ακτινοβολία λόγω τοπικών παραγόντων. Η ηλιοφάνεια μιας περιοχής μπορεί να μειωθεί περαιτέρω από ατμοσφαιρικές συνθήκες που παρεμβαίνουν στο ηλιακό φως, όπως τα σύννεφα ή η ατμοσφαιρική ομίχλη. Η ηλιοφάνεια αυξάνεται σε μεγαλύτερα υψόμετρα, επειδή υπάρχει λιγότερη ατμόσφαιρα για να περάσει η ηλιακή ακτινοβολία και να εξασθενήσει. Οι μετρήσεις της ποσότητας της ηλιακής ακτινοβολίας σε διαφορετικές τοποθεσίες μπορούν να συγκεντρωθούν για τη δημιουργία ενός εξειδικευμένου χάρτη που ονομάζεται χάρτης ηλιοφάνειας.
Η παραγωγή ηλιακής ενέργειας βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην ηλιακή ακτινοβολία. Οι άνυδρες ή ημιάνυδρες περιοχές φιλοξενούν συνήθως σταθμούς ηλιακής ενέργειας για την ελαχιστοποίηση των παρεμβολών στην ηλιακή ακτινοβολία που προκαλείται από την νεφοκάλυψη και κατασκευάζονται σε μεγαλύτερα υψόμετρα, εάν είναι δυνατόν. Τα φωτοβολταϊκά ηλιακά πάνελ είναι τοποθετημένα σε γωνίες που προορίζονται να κάνουν το εισερχόμενο ηλιακό φως να τους χτυπήσει με όσο το δυνατόν πιο κοντά γωνία 90 μοιρών για να μεγιστοποιηθεί η ισχύς που λαμβάνεται. Η βέλτιστη γωνία για αυτό ποικίλλει ανάλογα με τη γεωγραφική θέση και την εποχή του χρόνου.
Η ηλιοφάνεια μιας περιοχής μπορεί επίσης να αξιοποιηθεί στο σχεδιασμό κτιρίων. Για παράδειγμα, τα μεγάλα παράθυρα στην πλευρά ενός κτιρίου που βλέπει στον ισημερινό θα αφήσουν περισσότερο φως και θερμότητα κατά τη διάρκεια του χειμώνα, όταν ο ήλιος είναι χαμηλά στον ουρανό, και συγκριτικά λιγότερο όταν είναι ψηλά στον ουρανό κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Αυτό μετριάζει τις εποχιακές ακραίες θερμοκρασίες στο εσωτερικό του κτιρίου, καθιστώντας το πιο άνετο και μειώνοντας την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη θέρμανση ή τον κλιματισμό.