Μια ηλιακή συστοιχία είναι ένας χαλαρά καθορισμένος όρος που αναφέρεται σε μια ομάδα φωτοβολταϊκών ηλιακών συλλεκτών ή κυψελών που μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια, διατεταγμένα και συνδεδεμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να λειτουργούν ως ενιαία μονάδα. Ο όρος μπορεί επίσης να αναφέρεται σε ένα παρόμοιο σύνολο ανακλαστικών κατόπτρων που χρησιμοποιούνται για την κατεύθυνση και την εστίαση του ηλιακού φωτός σε μια τέτοια ομάδα φωτοβολταϊκών μονάδων. Μια ηλιακή συστοιχία μπορεί να είναι σχετικά μικρή, όπως μια ομάδα πάνελ στην οροφή μιας μεμονωμένης οικογενειακής κατοικίας, ή πολύ μεγάλη, όπως μια συστοιχία που καλύπτει πολλά στρέμματα, που περιέχει εκατοντάδες ή και χιλιάδες μεμονωμένα πάνελ.
Με την αυστηρότερη έννοια του όρου, ακόμη και ορισμένα μεμονωμένα ηλιακά πάνελ είναι τεχνικά ηλιακές συστοιχίες. Ένα τυπικό ηλιακό πάνελ αποτελείται από πολλά φωτοβολταϊκά στοιχεία συνδεδεμένα μεταξύ τους και συνδεδεμένα ή περιέχονται σε μια ενιαία μονάδα. Η λέξη συστοιχία δεν χρησιμοποιείται γενικά με αυτόν τον τρόπο, ωστόσο, και μια ηλιακή συστοιχία συνήθως θεωρείται ως μια ομάδα ηλιακών συλλεκτών, τα οποία μπορεί να ποικίλλουν πολύ σε μέγεθος και σχήμα. Μια τυπική ηλιακή συστοιχία αποτελείται από ηλιακά πάνελ ενός τύπου, αλλά αυτό δεν χρειάζεται απαραίτητα να συμβαίνει.
Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία αποτελούν τη βάση για τις περισσότερες ηλιακές συστοιχίες. Αυτές οι συσκευές μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρικό ρεύμα και μπορούν να παράγουν σημαντικές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας σε αρκετά μεγάλους αριθμούς. Στα τέλη του 20ου και στις αρχές του 21ου αιώνα, έγινε πιο συνηθισμένο για τους ενεργειακούς και περιβαλλοντικά συνειδητοποιημένους ιδιοκτήτες κατοικιών να εγκαθιστούν οικιακές ηλιακές συστοιχίες σε μια προσπάθεια να μειώσουν το ενεργειακό τους κόστος. Μια τυπική συστοιχία κατοικιών τοποθετείται στο σπίτι, με προσανατολισμό προς το νότο, όταν είναι δυνατόν, και συνήθως στην οροφή.
Ενώ οι περισσότερες ηλιακές συστοιχίες είναι ακίνητες, ορισμένες συστοιχίες έχουν σχεδιαστεί για να χρησιμοποιούν πολύ αποδοτικούς ηλεκτρικούς κινητήρες για να περιστρέφουν τα μεμονωμένα πάνελ ή ομάδες πάνελ για να ακολουθούν τον ήλιο. Αυτό μεγιστοποιεί τόσο την έκθεση των πάνελ στο άμεσο ηλιακό φως όσο και την ηλεκτρική ενέργεια που μπορούν να παράγουν. Η μικρή ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται από τους κινητήρες αντισταθμίζεται περισσότερο από την αύξηση της παραγωγής. Σε ορισμένες περιοχές, όπου η γη έχει μικρή αξία, όπως οι έρημοι ή άλλες περιοχές που δέχονται υψηλό ποσοστό ηλιακής ακτινοβολίας, πολύ μεγάλες ηλιακές συστοιχίες μπορούν να καλύψουν πολλά στρέμματα.
Πολλά διαστημόπλοια χρησιμοποιούν ηλιακές συστοιχίες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας επίσης. Προσανατολίζονται εύκολα προς τον ήλιο και είναι ικανά να παρέχουν σημαντική ποσότητα ισχύος. Τόσο στη γη όσο και στο διάστημα, ομάδες κατόπτρων, που μερικές φορές ονομάζονται ηλιακές συστοιχίες, άμεσο ηλιακό φως για μετατροπή σε ηλεκτρική ενέργεια από ηλιακές κυψέλες ή άλλους σκοπούς.