Már a szél és a Nap versengésének meséjéből tudjuk, hogy a napsugár milyen erőteljes melegítő hatással bír. Amint sütni kezd, mindennek átadja a melegét, ami az útjába kerül. Ezt az energiát használja fel a napelem. Felfedezése előtt is ismert volt melegítő hatása, egyedül a napsugár energiatárolásával voltak és még ma is vannak gondok.
Ugyanis, amíg a Nap süt, meleg van, de amint este lesz, ez a forrás megszűnik. Sokáig nem gyártottak olyan napelem akkumulátorokat, amelyek képesek voltak a napsugárból származó elektromos energia tárolására, illetve olyan cellákat, amelyek ezt az átalakítást el tudták volna végezni.
Közvetlenül vízmelegítésre régóta használják a napenergiát, oly módon, hogy sötét csövekben illetve fémtartályban vizet melegíttetnek fel a napsugarakkal.
A napelem viszont azon az elven működik, hogy elektromos energiává alakítja a Napból jövő fotonokat, illetve elektromágneses sugarakat. Jelenleg a különféle fejlesztések azon dolgoznak, hogy minél hatékonyabb legyen ez az átalakítás.