Die Sonnenenergie ist der auf die Erde eintreffende Anteil der Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung (Strahlungsenergie), der von der Sonne durch Kernfusion emittiert wird. Die Sonnenenergie zählt zu den regenerativen Energien, ihre Nutzung wird deshalb von der deutschen Bundesregierung gefördert.
Sonnenenergie und Solarenergie sind synonyme (gleichbedeutende) Begriffe, jedoch wird mit Solarenergie manchmal auch die mit Solartechnik gewonnene Energie bezeichnet.
Die auf der Erde wohl am weitesten verbreitete Nutzung der Sonnenenergie ist die Photosynthese bei den Pflanzen.
Die Sonnenenergie kann mit Hilfe der Photovoltaik in elektrische Energie umgewandelt werden. Eine weitere Nutzungsmöglichkeit der Sonnenenergie ergibt sich durch die Wandlung in Wärme durch so genannte Sonnenkollektoren. Zur technischen Nutzung der Sonnenenergie siehe auch Solartechnik.
Im 19. Jahrhundert nahm man an, die Sonne bestünde aus Kohle und würde diese verbrennen; allerdings könnte die unter dieser Annahme nur für ca. 6000 Jahre leuchten.