De werking van een zonnetoren is redelijk simpel. De technologie is gebaseerd op het concept ontwikkeld door de gerenommeerde Duitse bouwkundig ingenieur professor Jörg Schlaich, oprichter en directeur van toonaangevende structurele ingenieursbureau, Schlaich Bergermann en Partners. Ze werken op het eenvoudige principe dat warme lucht stijgt.
De toren bestaat uit twee delen namelijk: een soort cirkelvormige kas (2) en de toren zelf (5). Het dak is gemaakt van speciaal glas zodat er zoveel mogelijk zonlicht (1) wordt doorgelaten. De grond onder het glas wordt ook opgewarmd. De opgewarmde grond zendt ook warmtestraling uit (6), maar deze straling (die geheel in het infrarode gebied ligt) wordt wél tegengehouden door het glas. Het resultaat is dat de lucht tussen het glazen dak en de grond wordt opgewarmd. De kas ( het glazendak) is zo gebouwd dat deze hoger wordt in de richting van de toren. Hierdoor is er trek van warme lucht (3) naar de toren toe . Deze stijgende warme lucht wordt gebruikt om turbines (4) aan te drijven die weer voor de opwekking van elektriciteit zorgen. De turbines zijn gelegen aan de voet van een de zeer hoge toren in het centrum van de collector, en de beweging van de verwarmde lucht via deze turbines wordt verhoogd door het updrafteffect (7) gecreeërd door de toren. Deze windturbines leveren de elektrische energie op dezelfde manier als windmolens (zonder daarbij het milieu te vervuilen) In Australië loopt er op het moment een project om de eerste commerciële zonnetoren te bouwen. Enviro Mission, het bedrijf dat de toren zal gaan bouwen, wil in Mildura (Australië) rond 2010 deze zonnetoren voltooid hebben.
De afmetingen van de zonnetoren zijn zeer indrukwekkend: het glazen dak heeft een doorsnede van 5 km en de toren zelf heeft een doorsnede van 150 meter en een hoogte van maar liefst 1 km!. De zonnetoren zal maar liefst 800 miljoen dollar kosten en een vermogen van maximaal 200 MW gaan opleveren. Genoeg elektriciteit voor 200.000 gezinnen.
De zonnetoren en hun spiegels
Een andere manier van energie opwekken via de zonnetoren is de zg. zonnecentrale. De technologie maakt gebruik van een groot aantal spiegels, ook wel heliostats genoemd, die het zonlicht concentreren op een ontvanger in de top van een toren.Deze kunnen met een speciale techniek met de zon meedraaien. 
Hierdoor wordt maximale gebruik gemaakt van de zonnestraling. Boven in de toren wordt het gebundelde zonlicht opgevangen door een ontvanger, deze verwarmt gesmolten zout die de energie weer overdraagt op water dat wordt omgezet in stoom. Deze stoom drijft een stoomgenerator aan waar dus schone elektriciteit mee gemaakt wordt. Als het bewolkt weer is dan wordt er vanzelfsprekend weinig energie gemaakt. Het voordeel van gesmolten zout is dat het de warmte lang vasthoudt. Deze techniek wordt vooral in Spanje en in de VS toegepast omdat hier veel zonne-uren zijn. De eerste toren, de Solar One, is van 1982 tot 1986 in gebruik geweest in de Mojave Woestijn in de VS.
Het was met een vermogen van 10MW in zijn tijd de grootste zonthermische centrale ter wereld. Er werd gebruik gemaakt van 1818 spiegels, elk met een oppervlak van 40 m2 (totaal 72.650 m2). In 1999 werd Solar Two in gebruik genomen. De vloeistof die de energie moet overdragen is hier vervangen door natruimzouten. Het voordeel hiervan was dat hij ook onder bewolkte omstandigheden kon doorwerken. In Spanje wordt mede door de successen van Solar Two een commerciele zonnetoren gebouwd de Solar Tres. Deze centrale moet 15 MW opleveren en 24 uur per dag produceren. Europa’s eerste zonnetoren is de PS10 solar power tower welke in 2007 in gebruik is genomen en een vermogen heeft van 11 MW. 624 spiegels van elk 120 m2 zorgen voor de bundeling van het zonlicht in de toren. Opslag van warmte geschiedt middels tanks waarin stoom voor ongeveer een uur wordt opgeslagen. De investering van de toren meegerekend, is de stroom nog driemaal zo duur als ‘gewone stroom’. Maar waar ‘gewone’ stroom continu duurder wordt door de stijgende grondstofprijzen, stijgt de prijs stroom afkomstig uit de toren nauwelijks.
Zonneschotels en zonne-energie
Een zonneschotel is in principe een parabolische spiegel. Net als bij de parabolische spiegel worden ook bij zonneschotels met spiegels de zonnestralen naar een bepaald punt geschenen. Bij de zonneschotel is dit een spiegel. Het zonlicht wordt door de spiegel naar een centraal punt gestuurd. Dit is meestal een centraal gat in de schotel waar een buis met vloeistof langsloopt. Deze vloeistof kan wel temperaturen krijgen van 3000 graden Celsius Deze vloeistof wordt hierdoor verwarmd en vervoerd naar een reservoir met koud water waarin dan stoom gemaakt wordt. De stoom laat een turbine draaien en die vervolgens een generator aandrijft welke elektriciteit maakt.
In de Pyreneeën, in het zuiden van Frankrijk is een grote zonneschotel gebouwd. Deze bestaat uit duizenden kleine spiegels. Deze schotel is veel te groot om met de zon mee te kunnen draaien. Daarom staan er honderden spiegels omheen die wel mee draaien met de zon. Op deze manier is toch steeds de zon op de schotel gericht. Deze spiegels staan rechts onder op de foto. Al het zonlicht dat uit de schotel komt wordt op buizen gericht waar een vloeistof doorheenloopt. Water kan hier niet omdat Het hier wel 3000 graden Celsius kan worden. Ook hier wordt door middel van stoom en een turbine een generator aangezet en zo elektriciteit gemaakt.