(1)色散：到達地球表面的太陽輻射總量雖然很大，但能量流密度卻很低。 平均而言，在回歸線附近，夏季天氣相對晴朗時，太陽輻射的輻照度在中午時達到最大。 垂直于太陽光方向的1平方米面積內平均接收到的太陽能約為1000W。 ; 如果按照全年平均晝夜計算太陽能利用，供電功率只有200W左右。 冬季大致只有一半，陰天一般只有1/5左右，所以實際能流密度很低。 因此太陽能利用，在使用太陽能時，如果想要獲得一定的轉換功率，往往需要一套相當面積的收集轉換設備，成本非常高。
（2）不穩定：由于晝夜、季節、地理緯度、海拔等自然條件的限制，以及晴、陰、云、雨等隨機因素的影響，太陽輻照度達到某些地面是斷斷續續的。 更重要的是，它極不穩定，這使得太陽能的大規模應用變得更加困難。 為了使太陽能成為持續穩定的能源，最終成為可以與常規環境能源競爭的替代能源，必須解決好儲能問題，即晴天時的太陽輻射能盡可能儲存起來以備晚上使用。 或者陰雨天也可以使用，但目前儲能也是太陽能利用的薄弱環節之一。
(3)效率低、成本高：以目前太陽能利用的發展水平，有些方面理論上可行、技術上成熟。 然而，一些太陽能利用裝置效率低、成本高。 一般來說，經濟無法與傳統能源競爭。 未來相當長一段時間內，太陽能利用的進一步發展將主要受到經濟的制約。