太陽能光伏發電系統從大類上可分為離網（獨立）光伏發電系統和并網光伏發電系統兩大類。

如圖是離網光伏發電系統的工作原理示意圖。太陽能光伏發電的核心部件是太陽電池組件，它將太陽光的光能直接轉換成電能，并通過光伏控制器把電池組件產生的電能存儲于蓄電池中。當負載用電時，蓄電池中的電能通過光伏控制器合理地分配到各個負載上。

電池組件所產生的電流為直流電，可以直接以直流電的形式應用，也可以用交流逆變器將其轉換成為交流電，供交流負載使用。太陽能發電的電能可以即發即用，也可以用蓄電池等儲能裝置將電能存儲起來，在需要時使用。

離網光伏發電系統適用于下列情況及場合：

1. 需要移動攜帶的設備電源；
2. 遠離電網的邊遠地區、農林牧區、山區、島嶼；
3. 不需要并網的場合；
4. 不需要備用電源的場合等。

一般來說，在遠離電網而又必需電力供應的地方以及如柴油發電等需要運輸燃料、發電成本較高的場合，使用離網光伏發電系統比較經濟、環保，可優先考慮。有些場合為了保證離網供電的穩定性、連續性和可靠性，往往還需要采用柴油發電機、風力發電機等與光伏發電系統構成風光柴互補的發電系統。

并網光伏發電系統由電池組件方陣將光能轉變成電能，并經直流匯流箱和直流配電柜進入并網逆變器，有些類型的并網光伏發電系統還要配置儲能系統儲存電能。并網光伏逆變器由功率調節、交流逆變、并網保護切換等部分構成。經逆變器輸出的交流電通過交流配電柜后供用戶或負載使用，多余的電能可通過電力變壓器等設備逆流饋入公共電網（可稱為賣電）。

當并網光伏發電系統因氣候原因發電不足或自身用電量偏大時，可由公共電網向用戶負載補充供電（可稱為買電）。系統還配備有監控、測試及顯示系統，用于對整個系統工作狀態的監控、檢測及發電量等各種數據的統計，還可以利用計算機網絡系統遠程控制和顯示數據。

并網光伏發電系統可以向公共電網逆流供電，其“晝發夜用”的發電特性正好可對公共電網實行峰谷調節，對加強供電的穩定性和可靠性十分有利。與離網光伏發電系統相比，可以不用儲能蓄電設備（特殊場合除外），從而擴大了使用范圍和靈活性，并使發電系統成本大大降低。

對于有儲能系統的并網光伏發電系統，光伏逆變器中將含有充放電控制功能，負責調節、控制和保護儲能系統正常工作。