Le processus de conversion d'énergie d'une centrale solaire thermique est le suivant : utilisez un collecteur (condenseur) et un absorbeur de chaleur (chaudière) pour concentrer l'énergie du rayonnement solaire dispersé en chaleur concentrée, puis la vapeur chaude entraîne le générateur de turbine à vapeur pour produire de l'électricité. Généralement, la principale différence entre elle et une centrale thermique est que sa source d'énergie n'est pas le charbon ou le pétrole, mais l'énergie rayonnante du soleil.
Il y a aussi un accumulateur de chaleur dans la centrale solaire thermique. Lorsque la vapeur chaude haute pression fait tourner la turbine à vapeur, elle stocke également de la chaleur dans l'accumulateur de chaleur via un tuyau dédié. Par temps nuageux, pluvieux et neigeux, quand il n'y a pas de soleil la nuit, le thermostat fournira de la chaleur pour s'assurer que la centrale solaire thermique peut produire de l'électricité en continu.

La plupart des centrales solaires thermiques adoptent un type de tour, c'est-à-dire que plusieurs condenseurs sont placés sur le sol pour capter la lumière du soleil sous différents angles et directions, et la concentrer sur une chaudière spéciale au-dessus de la tour haute, de sorte que l'eau entrant dans la chaudière soit chauffée et changée. Après avoir été convertie en vapeur haute pression, la vapeur entraîne une turbine à vapeur, puis la turbine à vapeur entraîne un générateur pour produire de l'électricité.