عبارة عن عملية تنظيف ماء البحر من الأملاح، والمعادن، والشوائب، والرواسب عن طريق التبخير، ثم التكثيف باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية، بهدف الحصول على ماء نقي صالح للاستخدام، سواءً للشرب أو للزراعة يعتبر علماء الكيمياء العرب بأنهم أول من استخدم الطاقة الشمسية لتحلية مياه البحر في القرن السادس عشر، بينما تأسس أول مشروع تقطير شمسي سنة 1872م في تشيلي، وتحديداً في مدينة لاس ساليناس المتخصصة في التعدين، وبلغت مساحة منطقة تجميع الطاقة الشمسية حينها حوالي 4.700م²، وتمكن المشروع من إنتاج حوالي 22.700 لتر من الماء النقي بشكل يومي لمدة أربعين سنة، ويذكر أن أرسطو أول من تخيل طريقة لتحلية مياه البحر باستخدام الطاقة الشمسية في القرن الرابع قبل الميلاد.