Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis der nutzbaren zu der vorhandenen Energie. Zum Beispiel wandeln herkömmliche Glühbirnen nur ca. 5% der eingesetzten Energie in Licht um, der Rest geht als Wärme verloren.
Photovoltaik
Monokristalline Solarzellen aus Silizium erreichen in der Praxis Wirkungsgrade von 14 bis 17%, polykristalline etwa 13 bis 15%. Amorphe Solarzellen aus amorphem Silizium erreichen 5 bis 7%. Dünnschichtzellen aus CIS (Kupfer-Indium-Diselenid) erreichen 7,5% bis 9,5%, die aus CdTe (Cadmium-Tellurid) 6% bis 9%. Die Wirkungsgrade der Solarmodule liegen jeweils um einige Prozentpunkte darunter.

Solarhermie
Auch hier beschreibt der Wirkungsgrad das Verhältnis zwischen eingestrahlter zu nutzbarer Sonnenenergie. Der Absorber nimmt einen Großteil der eingestrahlten Energie auf und gibt diese in Form von Wärme an die Wärmeträgerflüssigkeit ab. Wirkungsgradminderungen treten an der Glasabdeckung des Kollektors durch Reflexion auf. Wärmeverluste vermindern den solaren Ertrag, wenn der Kollektor schlecht gedämmt ist.
Interessant ist auch der Anlagenwirkungsgrad, der angibt, wieviel der einfallenden Energie als Nutzenergie im Endeffekt zur Verfügung steht. Hier werden auch Verluste in den Rohrleitungen und im Speicher berücksichtigt. Anlagenwirkungsgrade liegen zwischen 25 und 50%.