デービス（R. Davis）らがアメリカのホームステイク（Homestake）鉱山（ペンシルバニア州）の地下において1960年代に開始した実験で、世界で初めての太陽ニュートリノ観測実験である。

この実験は、615 t のテトラクロロエチレン（C₂Cl₄）を用い、ニュートリノと ³⁷Cl の反応により生まれる ³⁷Ar を約80日ごとに回収し、³⁷Ar の崩壊数を低バックグラウンド比例計数管によって計測した。こうした実験手法は放射化学法と呼ばれ、あるエネルギー閾値以上のニュートリノの積分量を測定することになる。ニュートリノと ³⁷Cl との反応のエネルギー閾値は0.814 MeVであり、³⁷Ar の生成率に寄与するのは主として太陽のppチェインのうち不安定な ⁸B が崩壊するときに放出される ⁸B ニュートリノである（約76%が ⁸B ニュートリノ、15%が ⁷Be が電子を捕獲して ⁷Li とニュートリノになる反応で生成される ⁷Be ニュートリノ、他は pep三体反応によるものと CNOニュートリノなど）。ホームステイク実験が観測した ³⁷Ar の生成率は約0.5個/日であり、標準太陽モデルの予想値約1.4個/日に比べて1/3しかなく、これを「太陽ニュートリノ問題」として提起した。ニュートリノ天文学も参照。