Fotovoltaik är en specifik teknik inom solenergi som använder den fotovoltaiska effekten för att direkt omvandla ljusenergi från solen (fotoner) till elektrisk energi (elektroner) genom solceller.
Solenergi är ett bredare begrepp som omfattar all energi som kommer från solens ljus och värme. Förutom fotovoltaik inkluderar solenergi även solvärme (där solen används för uppvärmning genom solfångare) och koncentrerad solkraft.
Namet fotovoltaik kommer från grekiska φῶς (“ljus”) och “volt” (SI-enheten för elektrisk spänning). Tekniken har varit den snabbast växande energiteknologin i världen och ökade med i genomsnitt 48% per år mellan 2002 och 2007. I praktiken används ofta termerna fotovoltaik och solceller synonymt när man pratar om elproduktion från solen.