מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית מורכבת ממערך ריבועי פוטו-וולטאי (מערך ריבועי פוטו-וולטאי מורכב ממודולים פוטו-וולטאיים בסדרה ומקבילה), בקר, מארז סוללות, מהפך DC/AC וחלקים אחרים. מרכיב הליבה של מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית הוא מודולים פוטו-וולטאיים, ומודולים פוטו-וולטאיים הם זה מורכב מתאים פוטו-וולטאיים בסדרות, מקבילות ועטופות. הוא ממיר ישירות את אנרגיית האור של השמש לאנרגיה חשמלית.
החשמל שנוצר על ידי מודולים פוטו-וולטאיים הוא זרם ישיר, אשר ניתן להמיר לזרם חילופין על ידי מהפך. מנקודת מבט אחת, ניתן להשתמש באופן מיידי באנרגיה החשמלית הנוצרת על ידי המערכת הפוטו-וולטאית, או לאחסן את האנרגיה החשמלית על ידי התקני אגירת אנרגיה כגון סוללות, ולשחרר אותה לשימוש בכל עת לפי הצורך.
הצטיידות בהתקני אגירת אנרגיה כגון סוללות תגדיל מאוד את העלות של מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות, ובדרך כלל אין לקדם אותה אלא למטרות מיוחדות.