Il processo di conversione dell'energia di una centrale termica solare è il seguente: utilizzare un collettore (condensatore) e un assorbitore di calore (caldaia) per concentrare l'energia della radiazione solare dispersa in calore concentrato, quindi il vapore caldo aziona il generatore a turbina a vapore per generare elettricità. In generale, la differenza principale tra esso e una centrale termica è che la sua fonte di energia non è carbone o petrolio, ma l'energia radiante del sole.
C'è anche un accumulatore di calore nella centrale solare termica. Quando il vapore caldo ad alta pressione fa ruotare la turbina a vapore, immagazzina anche del calore nell'accumulatore di calore attraverso un tubo dedicato. Nei giorni nuvolosi, piovosi e nevosi, quando non c'è luce solare di notte, il termostato fornirà calore per garantire che la centrale solare termica possa generare continuamente elettricità.

La maggior parte delle centrali solari termiche adotta un tipo a torre, cioè più condensatori sono posizionati a terra per catturare la luce solare da diverse angolazioni e direzioni e concentrarla su una caldaia speciale sopra l'alta torre, in modo che l'acqua che entra nella caldaia venga riscaldata e cambiata. Dopo essere stato convertito in vapore ad alta pressione, il vapore aziona una turbina a vapore e quindi la turbina a vapore aziona un generatore per generare elettricità.