太陽能無人機的關鍵技術主要有兩種，一是要有效地將太陽能收集起來，并高效地轉換為電能；二是解決夜間和太陽光微弱時的能源供應。太陽能無人機主要在20～30km高空飛行，仍然是大氣層內飛行。陽光雖然比地表強烈得多，但仍然受到大氣影響，比外層空間弱得多。由于從地面起飛，陽光受到大氣層的影響更大。要想在這種條件下收集太陽能，必須要有高效的太陽能電池。另外，無人機的爬升慢，只有100m/min，爬升到巡航高度通常需要3h。經過不斷努力，加利福尼亞太陽能動力公司研制的太陽能電池有了很大進步，其功率提高了14%。將太陽能轉化為飛機動力由電動機實現，使用的是無電刷電動機，每個重5kg，在地面上的轉速為200r/min；而在最大高度時增加到2000r/min。為保證無人機高空飛行的可靠性，采用了固定式螺旋槳。

　　太陽能無人機還必須解決夜間和陽光微弱時的能源問題，這是因為按照設計要求，太陽能無人機需要在空中飛行幾個星期甚至幾個月，經常會在夜間飛行。飛行高度不高，也可能遇到云對陽光的遮擋，陽光將很弱。如何解決在夜間和微光時的能源，是太陽能無人機必須解決的另一個技術問題。美國國家航空航天局采用了一種被稱為“頭盒”的技術，使這個問題得到解決。研究表明，鋰鋁電池不能滿足飛機在整個夜間飛行時對能源的需要，而必須有一種能夠提供200W/h的高能電池。這是一種長效燃料電池，通過氧和氫的反應進行發電，已經被一些航天器和汽車使用。為了滿足無人機的需要，美國大氣環境公司對這種電池進行了改進，使之具有還原性。也就是說使用后可以還原，又可再使用，只要飛機攜帶有液態氧氣和氫氣存儲器，不斷向電池輸出液態氫氣和氧氣，電池就可為夜間飛行的無人機提供能源。掌握這種技術的有美國和法國等。據說，美國大氣環境公司在研制這種可還原性燃料電池時，采用了特制的電解材料，從而使電池達到前所未有的水平。不過，這種電池的穩定性還不夠好，尤其在高空低溫的條件下有時不能正常工作，還有高空結冰等問題，有待進一步解決。美國國家航空航天局認為，這些問題要經過2～3年才能解決，到那時，太陽能無人機將可在20km以上高空連續飛行近百小時。

　　另外，太陽能無人機的控制也存在一定問題。由于它飛行高度高，連續飛行時間長，因此地面對其控制比對一般無人機困難。這可以通過預先輸入的程序控制飛行來解決，只有在起飛和著陸時才需要地面控制站進行操縱。不僅如此，如果太陽能無人機與地面控制中心失去聯系，飛機仍然有能力自行返航著陸。它還可裝傘降系統和定位系統，以備應急時使用。

　　當前，除了美國外，還有一些國家也正在或計劃進行太陽能無人機的研究。研制太陽能無人機的重要意義在于：它是太陽能在飛行器上應用可行性的具體嘗試，從長遠看，無人機在應用上有著更為廣闊的發展空間，如高空長航時的太陽能無人機可用于資源勘察、環境監測、交通監管、通信平臺、國界巡邏等。