태양광선에 의한 열에너지를 열기관(熱機關)을 사용해 기계에너지로 바꾸어 터빈 발전기를 회전시켜 전기에너지를 만들어내는 발전방식. 집광(集光)렌즈와 흡수체로 구성된 집열기(集熱器)로 태양열에너지를 모아 이것으로 흡수체에 싸여 있는 파이프의 열매체(熱媒體)를 가열한다.

가열된 열매체는 열교환기를 통해 순환한다.

열교환기 속을 통하는 다른 파이프의 열매체가 가열되고, 그 열매체는 증기 터빈 · 복수기(復水器)의 순으로 열에너지를 소비하면서 다시 열교환기로 루프를 구성해 원위치로 되돌아온다.

태양열 발전에 사용하는 터빈으로는 집열온도를 300~550℃ 정도로 가정한 대용량형의 증기 터빈을 주로 사용한다.