L'onduleur photovoltaïque, élément essentiel de la production d'électricité photovoltaïque, a pour rôle principal de convertir le courant continu produit par les modules photovoltaïques en courant alternatif. Outre la conversion directe en courant alternatif, l'onduleur permet également d'optimiser les performances des cellules solaires et assure la protection du système contre les défaillances.

La puissance de sortie du module photovoltaïque varie en fonction de l'intensité du rayonnement solaire et de la température du module lui-même (température des cellules). De plus, le module photovoltaïque présente la caractéristique d’une tension qui diminue à mesure que le courant augmente ; il existe donc un point de fonctionnement optimal permettant d’obtenir la puissance maximale. L’intensité du rayonnement solaire variant, le point de fonctionnement optimal varie évidemment lui aussi. Compte tenu de ces variations, le point de fonctionnement du module photovoltaïque se situe toujours au point de puissance maximale, et le système obtient ainsi en permanence la puissance de sortie maximale du module. Ce type de régulation est appelé « suivi de la puissance maximale ». La caractéristique la plus importante de l’onduleur utilisé dans un système photovoltaïque est d’intégrer cette fonction.

Après le lever du soleil, l'intensité du rayonnement solaire augmente progressivement, et la puissance de sortie des cellules solaires augmente en conséquence. Lorsque la puissance de sortie requise par l'onduleur est atteinte, celui-ci se met automatiquement en marche. Une fois en fonctionnement, l'onduleur surveille régulièrement la puissance de sortie du module de cellules solaires. Tant que la puissance de sortie du module photovoltaïque est supérieure à la puissance requise par l’onduleur, celui-ci continue de fonctionner ; il reste en service jusqu’au coucher du soleil, même par temps pluvieux. Lorsque la puissance de sortie du module photovoltaïque diminue et que celle de l’onduleur est proche de 0, l’onduleur passe en mode veille.

Dans un système de production d'énergie solaire, le rendement de l'onduleur est un facteur important qui détermine la capacité des cellules solaires et de la batterie de stockage.