Ein Sonnenwärmekraftwerk oder Solarwärmekraftwerk (auch solarthermisches Kraftwerk) ist ein Kraftwerk, das die Wärme der Sonne als primäre Energiequelle verwendet, entweder durch
Absorption von deren Strahlung oder durch Nutzung warmer Luft. Solarwärmekraftwerke sind insbesondere abzugrenzen von der Photovoltaik, die die Strahlung der Sonne direkt in elektrischen Strom wandelt.
Solarkraftwerke, die die Direktstrahlung der Sonne mit Reflektoren (Spiegeln) auf eine kleine Fläche bündeln, werden im Englischen auch CSP systems (von Concentrated Solar Power) genannt. Sie erreichen eine kürzere energetische Amortisationszeit und je nach Bauart auch höhere Wirkungsgrade als Photovoltaikanlagen, haben jedoch höhere Betriebs- und Wartungskosten und erfordern eine bestimmte Mindestgröße. Sie sind nur in sonnenreichen Regionen der Erde mit hoher direkter Sonneneinstrahlung wirtschaftlich einsetzbar.
Sonnenwärmekraftwerke hatten zunächst niedrigere spezifische Investitionskosten pro installiertes Kilowatt als Photovoltaikanlagen; durch den sehr starken Preisrückgang bei Solarmodulen ab 2011 haben mittlerweile aber Photovoltaikanlagen niedrigere Stromgestehungskosten. Da sich bei Sonnenwärmekraftwerken aber leicht günstige Wärmespeicher oder auch Brenner für chemische Brennstoffe installieren lassen, die diese Kraftwerke grundlastfähig machen, werden ihre Systemkosten langfristig geringer als bei Photovoltaikanlagen eingeschätzt, womit sie in späteren Phasen der Energiewende eine wichtige Rolle spielen könnten. Auch der umgekehrte Weg, die Einkopplung von Solarenergie in ein Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk, ist möglich und wurde erstmals 2011 im algerischen Kraftwerk Hassi R’Mel realisiert.