Temperatura radne tvari (95ºC) dobivena uporabom solarnih kolektora nije dovoljna za efikasniju proizvodnju električne energije. U solarnim termalnim elektranama sunčevo zračenje se lećama i ogledalima fokusira radi postizanja što više temperature. Takva se tehnologija naziva solarno fokusiranje energije.

Ovisno o temperaturi radne tvari u solarnim elektrana koriste se odgovarajući pogonski strojevi za proizvodnju električne energije. Parne turbine koriste se do 600°C, a iznad te temperature plinske turbine. Vrlo visoke temperature uvjetuju korištenje različitih materijala i tehnika. Za temperature iznad 1100°C predlaže se korištenje tekuće fluoridne soli kao radnog medija te višestupanjski turbinski sustav, čime je moguće postizanje energetske učinkovitosti i do 60%.

Tako visoka radna temperatura, piše portal ZelenaEnergija, omogućava znatne uštede vode, što posebno dolazi do izražaja u pustinjama, gdje se izgradnja upravo takvih solarnih elektrana i očekuje. Kako je pohranjivanje toplinske energije jeftinije od spremanja električne energije, solarne termalne elektrane se najčešće izvode s baterijama solarnih spremnika topline čime je omogućena proizvodnja električne energije i noću.

Pouzdanost neprekidne proizvodnje električne energije moguće je povećati ugradnjom pomoćnih (sekundarnih) sustava na fosilna goriva. Trenutno je jedna od značajnijih prepreka implementaciji takvih elektrana cijena solarnih leća odnosno solarnih ogledala, kojima je potrebno prekriti vrlo velike površine za dobivanje značajnijih količina energije.

Solarne termalne elektrane su kvalitetni izvori električne energije dobivene pretvorbom sunčeve energije u toplinsku. S obzirom da nema značajnijih štetnih produkata prilikom proizvodnje električne energije, a imaju dobru energetsku učinkovitost (20 – 40%), budućnost im je osigurana. Izgradnjom takvih vrsta elektrana na provjerenim sunčanim područjima (Sahara) mogao bi se obnovljivom električnom i toplinskom energijom snabdijevati veliki dio svjetskih potrošača (posebice na otocima).

Zbog potrebe za visokim temperaturama, gotovo svi oblici solarnih termalnih elektrana moraju koristiti nekakav oblik koncentriranja (fokusiranja) sunčevih zraka s širokih prostora na malu, ciljanu površinu. Tokom dana, položaj Sunca na nebu se stalno mijenja pa se time mijenja i onaj najpovoljniji kut upada sunčevih zraka na posebna solarna ogledala te je potrebno graditi prilagodljive (pokretljive) sustave za fokusiranje, kako bi se dobila što veća energetska učinkovitost, najvećeg čimbenika pri definiranju visine cijene instaliranja solarnih termalnih elektrana103. Skladištenjem topline moguće je dobivati električnu energiju i onda, kada to nije moguće (u vrijeme smanjene insulacije).

Danas se koriste jedino fokusirajuće solarne termalne elektrane (engl. Concentrated solar plant). Sastoje se od ogledala i spremnika radne tvari, koja se zagrijava do određene temperature te takva prolazi kroz turbine ili toplinske motore (Strilnigov motor).