稳态太阳光模拟器主要由光学积分镜、椭球形反射器、快门、滤光片、准直透镜、灯源等部件组成。在整个太阳模拟器中，其中的关键部件可以分成六个模块，它们是：光源，储能供电模块，滤光系统，匀光系统，电子负载，软件系统。
其工作原理是：氙灯位于太阳光模拟器的中心位置，发射出的光线经过一个45°的平面镜翻转90°，落在置于椭球焦点的积分镜上，使光分散均匀，然后光束经过滤光片，将该波段多余的红外辐射滤除；再经过二个45°的平面镜翻转90°；落到准直透镜上。一般太阳光模拟器会设定系统所需的光学参数，进行光的收集、光束均匀化、过滤和准直。通过准直透镜后以平行光的形式输出。
稳态太阳光模拟器是可照射接近标准太阳光谱的虚拟阳光，实际太阳光的特性有强度、光谱、空间均匀性。大家比较忽略的是模拟器光源的发散角度，太阳光是近平行光，发散半角在0.25度。太阳光模拟器在光学设计上要满足前述光谱光强及均匀性三个要求达到3A等级，已属不易，又要考虑发散角度就更加困难。
我们可以想像太阳距离我们数公里，对地面上来说已经接近是无限远的距离，接近为一个理想的点光源。现实中要创造一个高强度的无限小的点光源，是十分困难；灯泡功率越高，灯心就越大，除非把它光路拉到很长，像太阳一样，但又会损失很光能量，难以让照射面达到要求。而达到包含发散角度的这些要求后，成本又必须是要合理的，才能有实用的价值。
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