Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Lichtenergie, meist aus Sonnenlicht, in elektrische Energie mittels Solarzellen. Seit 1958 wird sie in der Raumfahrt genutzt („Sonnensegel“). Inzwischen wird sie überwiegend auf der Erde zur Stromerzeugung eingesetzt und findet unter anderem Anwendung auf Dachflächen, bei Parkscheinautomaten , in Taschenrechnern, an Schallschutzwänden und auf Freiflächen.
Der Begriff leitet sich aus dem griechischen Wort für „Licht“ (φῶς, phos, im Genitiv: φωτός, photos) sowie aus der Einheit für die elektrische Spannung, dem Volt (nach Alessandro Volta) ab. Die Photovoltaik ist ein Teilbereich der Solartechnik, die weitere technische Nutzungen der Sonnenenergie einschließt.
Ende 2013 waren weltweit mehr als 134 GWp Nennleistung installiert, die mit rund 160 TWh jährlicher Produktion 0,85 % des weltweiten Strombedarfs decken könnten. In Europa deckte die Photovoltaik 3 % des gesamten Strombedarfes bzw. 6 % des Spitzenlastbedarfes. Spitzenreiter war Italien mit einem Anteil von 7,8 % am Stromverbrauch.