Podstawowym elementem instalacji fotowoltaicznej są panele słoneczne, montowane na dachach (skośnych i płaskich) lub ścianach budynków, ewentualnie na gruncie. Ogniwa fotowoltaiczne, z których zbudowane są panele, zmieniają energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Natężenie produkowanego prądu zależy od intensywności promieniowania, napięcie od liczby połączonych szeregowo paneli (łącząc je szeregowo uzyskujemy prąd o wyższym napięciu i mocy, bez zwiększania natężenia).

Wytworzony w ten sposób prąd jest stały, a domowe urządzenia zasilane z sieci wymagają prądu przemiennego. Dlatego niezbędny jest falownik (inwerter), przekształcający prąd stały w przemienny. Umieszcza się go np. na poddaszu, albo w kotłowni i podłącza do tablicy rozdzielczej budynku, podłączonej do sieci elektrycznej.

Niekiedy zamiast jednego falownika stosuje się kilka mniejszych, co jest uzasadnione, gdy warunki pracy grup paneli się różnią, bo np. zainstalowano je na różnych połaciach dachu.

W większości przypadków moc domowych instalacji fotowoltaicznych to 3-5 kW. Pozwala to uzyskać rocznie od 3000 do 5000 kWh energii, czyli mniej więcej tyle, ile wynosi zapotrzebowanie na prąd przeciętnego gospodarstwa domowego. Powierzchnia paneli koniecznych do wytworzenia tej ilości energii to 20-30 m2 (typowy panel ma wymiary 1 × 1,6 m).

Sprawność przemiany energii słonecznej w elektryczność waha się od kilku do ponad 20%, zależnie od konstrukcji ogniw. Problemem jest nierównomierny uzysk energii, zarówno w skali roku, jak i doby (zimą ogniwa są kilkukrotnie mniej wydajne).

Instalacja fotowoltaiczna przynosi najwięcej korzyści, gdy zapotrzebowanie budynku na energię elektryczną jest duże. Prąd ze słońca wykorzystuje się wówczas nie tylko na potrzeby telewizora czy czajnika, ale także do ogrzewania (najlepiej pompą ciepła albo kotłem elektrycznym) i chłodzenia domu, przygotowywania ciepłej wody użytkowej, ładowania elektrycznego samochodu.