Tvoří je články vyrobené z jednoho kusu monokrystalického křemíku, který je vyráběn tažením krystalu za tepla. Tyto panely vykazují nejvyšší účinnost (v současné době více než 22%), ale jejich výroba je nejnákladnější a tedy i pořizovací cena je vyšší než v případě polykrystalických panelů.

Monokrystalické solární panely mají většinou tmavý odstín do hněda až černa, plocha článků je stejnoměrná, rohy bývají oblé. Tato technologie najde uplatnění hlavně při optimální orientaci střech směrem na jih, se sklonem 35° nebo s použitím systémů, které se natáčejí za Sluncem (tzv. trackery). V současnosti se monokrystalické panely s vysokým výkonem (nad 300 W) preferují na malých instalacích, kde je cílem maximalizovat výkon.

Hlavní výhodou monokrystalických panelů je nižší teplotní koeficient. V praxi to znamená, že pokud se v teplém počasí panel zahřeji, pak monokrystlický vyrobí více elektřiny než polykrystalický panel, který má vyšší teplotní koeficient.

Další výhody:
- větší účinnost článků a tedy větší výtěžnost výkonu ze stejné plochy
- mírně pomalejší “stárnutí“ křemíku, tzn. výkonnost panelů s časem klesá pomaleji
- zbarvení článků je homogenní, panely nejsou „flekaté“