A napelem abban különbözik a napkollektortól, hogy nem hőt, hanem elektromos áramot termel. Régebben is találkoztunk napelemmel pl. a számológépekben, de mára már háztartások, épületek energiaellátásához is hozzá tud járulni.

A napelemek a nap elektromágneses sugárzásának felhasználásával, kémiai folyamat révén egyenáramot termelnek. Ezt az egyenáramot egy ún. inverter alakítja át 230V-os szinuszos váltakozófeszültséggé, a normál háztartási fogyasztók ellátására.

Amikor a napelem modulok termelnek, ellátják a fogyasztót árammal, amikor nem, a szükséges energiát a normál hálózatról lehet felvenni. Amikor több energia termelődik, mint amennyit felhasználunk, a maradék energiát akkumulátor segítségével tárolhatjuk, vagy a megfelelő csatlakozás kiépítése után a normál hálózatra táplálhatjuk vissza.

A ma gyártott és a napelemes áramforrásokban tömegesen alkalmazott napelemek legnagyobb része szilícium alapanyagból készülnek. Más anyagokból és egyéb eljárásokkal is készülnek napelemek, pl. amorf szilíciumból, vagy Gallium-Arzenid (GaAs), vagy Réz-Indium-Diszelenid (CuInSe₂) anyagokból.

Új módszer az ún. vékonyfilmes technológia, mely során nagyon vékony, általában néhány mikrométer vastagságú rétegben viszik fel a félvezető anyagot, így jelentősen csökkenthető a drága és korlátozottan rendelkezésre álló szilícium alapanyag igénye.

A napelemmodulok mérete a néhány száz négyzetcentimétertől a néhány négyzetméteres tartományba esik. Névleges teljesítményük néhány watt és néhány száz watt között mozog.

A modern napelemek a gyártásuk során felhasznált energiát 1,5-7 év alatt termelik meg.

A korszerű napelem modulok energiaátalakítási hatásfoka 15%, élettartamuk legalább 30 év. A minőségi napelemmodul-gyártók általában 10 év garanciával szállítanak, de lehet napelemmodulokat kapni 20 éves teljesítménygaranciával is.