انرژی حرارتی خورشیدی (Solar thermal energy) یک نوع فناوری است که برای بهره برداری از انرژی حرارتی (گرما) حاصل از انرژی خورشیدی بکار برده می شود.

   تامین کننده های انرژی حرارتی خورشیدی توسط اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده آمریکا در سه دسته؛ دمای پایین، متوسط و بالا طبقه بندی می شوند. در دمای پایین به طور کلی از صفحات مسطح و در مناطق مسکونی استفاده می شود. در بخش دمای متوسط نیز از صفحات صاف استفاده شده، ولی در تعداد بالا، برای گرم کردن آب یا هوا، در مناطق تجاری و اداری، بهره برداری می گردد. در دمای بالا از تمرکز نور خورشید با استفاده از آینه و لنز در جهت تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این در دسته بندی دما بالا، از تمرکز نور برای فرآیندهایی که به دمای بالا نیاز دارند استفاده می گردد. در این حالت نیز از متمرکز کننده های نوری استفاده می گردد.

   به فرآیند متمرکز کردن نور به منظور تامین دمای بالا برای فرآیندهای خاص، کوره خورشیدی گفته می شود.

   کوره‌ی خورشیدی همانند تمام کاربردهای غیر نیروگاهی خورشیدی دیگر، با بهره‌گیری از انرژی خورشید گرمای لازم را فراهم می‌کند. به طور خلاصه، کوره‌ی خورشیدی متشکل از تعداد زیادی آینه است که به طور هماهنگ، نور خورشید را روی یک نقطه کانونی متمرکز می‌کنند تا دمای آن نقطه که همان کوره است را افزایش دهند. چیزی که در کوره‌ی خورشیدی اتفاق می‌افتد، تقریبا مانند متمرکز کردن نور با ذره بین است. بطور ساده تر می توان اجاق خورشیدی را نوعی کوره‌ی خورشیدی دانست. نور خورشید که به تنهایی خطر چندانی ندارد، در صورت متمرکز شدن با ذره بین، می‌تواند منجر به بالا رفتن بیش از حد دما در نقطه‌ی کانون و احتراق در آن مکان شود.

   تاریخچه استفاده از کوره خورشیدی به قرن هجدهم بر می گردد. نوتورا اولین کوره خورشیدی را در فرانسه ساخت و بوسیله آن یک تل چوبی را در فاصله ۶۰ متری آتش زد. بسمر، که به پدر فولاد جهان مشهور می‌باشد نیز، حرارت مورد نیاز کوره ذوب فولاد خود را از انرژی خورشیدی تأمین می‌کرد. متداول‌ترین سیستم یک کوره خورشیدی متشکل از دو آینه یکی تخت و دیگری کروی می‌باشد. نور خورشید به آینه تخت رسیده و توسط این آینه به آینه کروی بازتابیده می‌شود. طبق قوانین اُپتیک هرگاه دسته پرتوی موازی محور آینه با آن برخورد نماید، در محل کانون متمرکز می‌شوند، به این ترتیب انرژی حرارتی گسترده خورشید در یک نقطه جمع می‌شود، که این نقطه به دماهای بالایی می‌رسد. امروزه پروژه‌های متعددی در زمینه کوره‌های خورشید در سراسر جهان در حال طراحی و اجرا می‌باشد.

   رایج‌ترین کوره‌ی خورشیدی با دو آینه کار می‌کند، یکی مسطح و دیگری کروی. با تابش آفتاب به آینه‌ی مسطح، پرتوهای نور به سمت آینه‌ی کروی (مقعر) بازتاب می‌شوند. طبق قوانین اپتیک، هرگاه دسته پرتوهای موازی به یک آینه‌ی مقعر بتابند، در محل کانون آن آینه متمرکز می‌شوند. بنابراین، پرتوهای آفتاب، در مرکز آینه‌ی مقعر متمرکز می‌شوند و دمای آن نقطه را بالا می‌برند.

   بزرگ‌ترین کوره‌های خورشیدی در کشور فرانسه و به دست پروفسور فیلکس ترومب ساخته شده‌اند که در زیر تصویر یکی از آن‌ها به نام Odeillo قابل مشاهده است.Odeillo قادر است به دمای 3500 درجه سانتی‌گراد دست یابد. این کوره‌ی خورشیدی مجهز به آینه‌های متحرکی می‌باشند که به طور خودکار و مداوم، خورشید را دنبال کرده تا نور آن را در کوره متمرکز کنند. این کوره، متشکل از 63 آینه است که با محاسبات دقیق مهندسی کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند و یک ساختمان هشت طبقه را تشکیل داده‌اند.

   از مهمترین مزیت‌های کوره‌های خورشیدی می توان به تولید گرمای خالص بدون ایجاد آلاینده، اشاره نمود.