Un tetto solare fotovoltaico connesso alla rete (che d'ora in poi chiameremo "tetto solare") è un impianto fotovoltaico di piccole dimensioni, installato sulla residenza dell'utente finale e connesso alla rete di distribuzione dell'energia elettrica.
I componenti principali sono i campi fotovoltaici, che producono corrente continua, e un inverter, necessario per trasformare la corrente continua in corrente alternata, che è l'energia utilizzabile dalla rete.

Gli impianti solari fotovoltaici collegati alla rete hanno la particolarità di lavorare in regime di interscambio con la rete elettrica locale. In pratica, nelle ore di luce l’utenza consuma l’energia elettrica prodotta dal proprio impianto, mentre quando la luce non c’è o non è sufficiente, oppure se l’utenza richiede più energia di quella che l’impianto è in grado di fornire, sarà la rete elettrica che garantirà l’approvvigionamento dell’energia elettrica necessaria, fungendo da batteria di capacità infinita. Se succede che l’impianto solare produce più energia di quella richiesta dall’utenza, tale energia può essere immessa in rete. In questo caso si parla di "cessione delle eccedenze" all’azienda elettrica locale. Il passaggio tra queste diverse situazioni è completamente automatico.

Tecnicamente un impianto fotovoltaico può essere installato sul tetto o sulla facciata di qualsiasi edificio con una sufficiente superficie disponibile (generalmente almeno 10 m2), possibilmente senza ombre in nessuna stagione, orientato a sud (± 45°) e connesso alla rete elettrica.

Spesso serve a coprire tutto o parte del consumo elettrico dell'edificio sul quale è installato. In pratica, la produzione solare ridurrà il bisogno di elettricità rimpiazzando una parte dell'energia proveniente da fonti combustibili (fossili o nucleari) con un'energia rispettosa dell'ambiente, migliorando così, anche modestamente, la qualità ecologica della corrente elettrica a livello del consumatore, ma anche a livello della società elettrica.
Un tetto solare può infatti apportare un aiuto prezioso per migliorare la qualità della corrente fornita dalla società elettrica locale, soprattutto nelle zone difficilmente raggiungibili o con linee molto lunghe (che provocano abbassamenti di tensione ed interruzioni).

Può essere installato sul tetto o sulla facciata di qualsiasi edificio collegato alla rete con a disposizione una facciata (o tetto) con una superficie minima di 10 m2), orientata il più possibile verso Sud (o, perlomeno, verso Sud-Est o Sud-Ovest) e se possibile senza alcun ostacolo per i raggi solari durante tutto l'anno. Possono essere escogitati diversi tipi di soluzioni architettoniche e tecniche.

Nella maggior parte dei casi la produzione elettrica annua di un tetto solare può essere stimata, con un margine d'errore inferiore al 10%, attraverso un breve calcolo che dipende da:
» la radiazione solare annuale del luogo, che può essere correttamente valutata in tutto il mondo;
» un fattore di correzione calcolato sulla base dell'orientamento a sud, dell'angolo d'inclinazione dell'impianto, ed eventuali ombre temporanee;
» le prestazioni tecniche dei moduli fotovoltaici e dell'inverter;
La potenza di picco di un tetto solare si esprime in kWp (chilowatt di picco), cioè la potenza teorica massima che il tetto può produrre nelle condizioni standard di insolazione e temperatura. La mappa sottostante mostra la produzione elettrica annua per un tetto solare fotovoltaico da 1 kWp (10m2), considerando le migliori condizioni locali d'installazione, con moduli d'uso corrente.
La produzione prevista del tetto solare può anche essere rapportata al consumo elettrico annuo dell'utenza ed essere espressa in percentuale. Per esempio, 10m2 in Italia centrale possono coprire il 50% dei consumi di una famiglia.

La durata di un sistema FV si aggira oggi intorno ai 30 anni, con un decadimento della produttività negli anni piuttosto limitato.