太阳能脱盐装置，该装置通过直接或间接将太阳的能量转化为热能来驱动海水淡化过程，从而将盐水转化为饮用水。太阳海水淡化模仿了地球的自然水循环（产生降雨的过程），自古希腊时代以来，人类就将其作为基本的水处理过程进行了实践。
直接或无源单元（通常称为太阳能蒸馏器）的设计可能非常简单且便宜。海水淡化装置中的盐水被太阳加热，从而将液体转化为水蒸气（气体）。当被加热时，水蒸气上升到装置的顶部，收集在内盖上，并在另一个单独的收集容器中冷凝为液体，成为淡水。盐不能变成气体，因此保留在原始单元中。直接太阳能淡化对于净化非常有效，但是由于该装置的工作温度低，因此每天不会产生大量的水。直接脱盐装置中产生的饮用水量与设备的表面积成正比。每平方米面积的每日淡水输出量通常为2至3升（约0.5至0.8加仑），具体取决于太阳能蒸馏器的设计。然而，通常的易于操作的设计使其非常适合偏远地区家庭的小规模需求，因为普通人每天需要大约两升水才能生存。该过程完全由太阳能驱动，因此天气状况和可变的太阳强度（由于一天中太阳位置的变化）会对效率产生负面影响。
直接太阳能脱盐装置的输出太低而不能用于商业操作。因此，必须利用间接的太阳能淡化方法来增加淡水产量。间接太阳能脱盐结合了两种不同的技术：太阳能收集（通过使用光伏面板）与行之有效的脱盐方法相结合，例如多级闪蒸（MSF）蒸馏，多效蒸发（MEE）或反渗透（RO）。使用可再生太阳能作为补充热源可以帮助消除化石燃料的能源消耗，显着降低运营成本，并使商业海水淡化厂可行。
全球通过淡化生产的淡水中有一小部分使用太阳能。随着对淡水的需求增加以及太阳能技术（例如高浓度光伏和热能存储系统）的发展变得商业可行，太阳能淡化厂可能会变得越来越普遍。
