Принцип работы конценрационных или концентрирующих солнечных электростанций заключается в использовании солнечной энергии для нагрева каких-либо жидкостей. Солнечные лучи отражаются или собираются в одном месте, т. е. концентрируются, рядом с которым находится или протекает жидкость. В следствии нагрева жидкости, она превращается в паровидное состояние, которое приводит в движение турбину электростанции.

Коцентрационные солнечные электростанции (СЭС) подразделяются на несколько типов:

-  СЭС башенного типа

- СЭС тарельчатого типа

- СЭС, использующие параболические концентраторы

- СЭС, использующие двигатель Стирлинга

Принципы работы СЭС башенного типа основаны на получения водяного пара с использованием солнечной радиации. В центре станции стоит башня высотой от 18 до 24 метров (в зависимости от мощности и некоторых других параметров высота может быть больше либо меньше), на вершине которой находится резервуар с водой. Этот резервуар покрашен в чёрный цвет для поглощения теплового излучения. Также в этой башне находится насосная группа, доставляющая пар на турбогенератор, который находится вне башни. По кругу от башни на некотором расстоянии располагаются гелиостаты.
 

Гелиостат — это зеркало площадью в несколько квадратных метров, закреплённое на опоре и подключённое к общей системе позиционирования. То есть, в зависимости от положения солнца, зеркало будет менять свою ориентацию в пространстве. Основная и самая трудная задача - это позиционирование всех зеркал станции так, чтобы в любой момент времени все отраженные лучи от них попали на резервуар.
 

В ясную солнечную погоду температура в резервуаре может достигает 700 градусов. Такие температурные параметры используются на большинстве традиционных тепловых электростанций, поэтому для получения энергии используются стандартные турбины. Фактически на станциях такого типа можно получить сравнительно большой КПД (около 20 %) и высокие мощности.

СЭС тарельчатого типа использует принцип получения электроэнергии, схожий с принципом у башенных солнечных электростанций, но есть отличия в конструкции самой станции.
 

Станция состоит из отдельных модулей. Модуль состоит из опоры, на которую крепится ферменная конструкция приемника и отражателя. Приемник находится на некотором удалении от отражателя, и в нем концентрируются отраженные лучи солнца. Отражатель состоит из зеркал в форме тарелок (отсюда название), радиально расположенных на ферме. Диаметры этих зеркал достигают 2 метров, а количество зеркал - нескольких десятков (в зависимости от мощности модуля). Такие станции могут состоять как из одного модуля (автономные), так и из нескольких десятков (работа параллельно с сетью).

Конструкция СЭС, использующей параболические концентраторы заключается в следующем. На ферменной конструкции устанавливается параболическое зеркало большой длины, а в фокусе параболы устанавливается трубка, по которой течет жидкость (чаще всего масло). Пройдя весь путь, жидкость разогревается и попадает в теплообменный аппарат, где отдаёт свое тепло воде, находящейся в резервуаре,  которая в свою очередь превращается в пар и поступает на турбогенератор.

СЭС, использующие двигатель Стирлинга, представляют собой солнечную электростанцию с параболическими концентраторами, у которых в фокусе установлен двигатель Стирлинга.
 

Существуют конструкции двигателей Стирлинга, которые непосредственно преобразуют колебания поршня в электрическую энергию, без использования кривошипно-шатунного механизма. Это позволяет достичь высокой эффективности преобразования энергии. Эффективность таких электростанций достигает 32%.  В качестве рабочего тела на этих СЭС используется водород или гелий.