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Thermische Solarkraftwerke wandeln das Sonnenlicht indirekt in elektrischen Strom um. Es gibt mindestens drei verschiedene Konzepte, diese arbeiten mit konzentrierenden Spiegelflächen:

• Parabolrinnen werden zweiachsig der Sonne nachgeführt und konzentrieren die Strahlung auf ein Absorberrohr in der Brennlinie. In diesem befindet sich ein Thermoöl, das nach der Erhitzung über einen konventionellen Dampfkreislauf eine Turbine und einen Stromgenerator antreibt.

• Parabolspiegel sind große, zweiachsige, der Sonne nachgeführte, parabolische Spiegel mit einem Stirlingmotor im Brennpunkt, an den ein stromerzeugender Generator direkt angebaut ist. Experimentell wurden bei sehr großen Anlagen unter Einsatz eines Solar-Stirlings mit angeschlossenem Generator Wirkungsgrade um 20 Prozent erreicht.[5]

• Heliostaten sind meistens großflächige Spiegel. Sie werden verwendet, um das einfallende Sonnenlicht zu bündeln. Die Heliostaten eines Solarturmkraftwerks reflektieren das Sonnenlicht auf einen zentralen Absorber, der sich an der Spitze eines hohen Turms befindet. Die Spiegel der Heliostaten sind so ausgerichtet, dass sie alle genau auf den Absorber reflektieren. Dadurch werden sehr hohe Temperaturen erreicht. Die so gewonnene Wärme wird in einem nachgeschalteten „konventionellen“ Wärmekraftwerk in elektrischen Strom umgewandelt.