Soustava heliostatů soustřeďuje v každém okamžiku sluneční záření do plochého absorbéru na vrcholu věže

Věžové sluneční elektrárny, patřící do skupiny koncentračních solárních systémů, soustřeďují sluneční záření z velké plochy do malé oblasti absorbéru, umístěného na vrcholku věže. Sluneční energie je do malého prostoru absorbéru koncentrována pomocí rovinných zrcadel – heliostatů, rozmístěných kolem centrální věže. Každý heliostat má vlastní dvouosý systém sledování polohy Slunce. Počítač kontinuálně počítá polohu Slunce a každých pár sekund upravuje pozici heliostatu tak, aby se sluneční záření odráželo vždy do jednoho bodu na vrcholku věže.

V absorbéru se buď přímo přehřívá teplonosná látka, která pohání turbínu s elektrickým generátorem, nebo je část sluneční energie ukládána do tepelných akumulátorů obsahujících roztavené soli.

Celá konverzní technologie je umístěna v centrální věži. Vzhledem k velké koncentraci dopadající energie jsou v absorbéru dosahovány poměrně vysoké teploty, přesahující 500 °C. Tím se zlepšuje i efektivita využití tepla při konverzi na elektrickou energii.

Parabolický koncentrátor solární pece v Pyrenejích (Francie), která se používá pro zkoušení materiálů při vysokých teplotách

První experimentální sluneční elektrárny s centrální věží a heliostaty byly ve světě stavěny v osmdesátých letech. Nejvýznamnější byla pilotní experimentální elektrárna Solar One v Mohavské poušti v Kalifornii s výkonem 10 MW, využívající vodu v roli teplonosné látky a olejový kamenný akumulátor. Stavba zahrnovala 1 818 heliostatů, každý s plochou zrcadel 40 m². V polovině devadesátých let byla elektrárna upravena na ověření funkčnosti technologie s roztavenými solemi a přejmenována na Solar Two. Na základě úspěšného provozu Solar One a Solar Two je v Španělsku stavěna další verze Solar Tres Power Tower s výkonem 15 MW. K výkonnějším komerčním elektrárnám tohoto typu patří taky španělské věžové elektrárny PS 10 a PS 20 s výkony 11 a 20 MW.