La surface du Soleil présente des taches sombres dont la quantité varie selon un cycle de 11 ans. Ces taches représentent des zones un peu plus froides de la surface solaire où émerge la matière qui vient des profondeurs. Leur dimension est souvent supérieure à celle de la Terre et il parfois elles sont même visibles à l'oeil nu si  l'onobserve le Soleil à travers un filtre.

Les taches solaires apparaissent sombres à cause de leur température plus basse sont, comme la couronne, des radiosources. L'activité solaire liée à ces phénomènes varie de manière cyclique.

Récemment, l'hélio-sismologie a permis de mieux appréhender la structure interne du Soleil. La couche convective interne n'est connue que par les ondes étudiées dans cette discipline et par l'étude des Neutrino solaires (particules élémentaires, de masse pratiquement nulle, engendrées par des réactions nucléaires.), produits au cours des réactions nucléaires se déroulant dans le coeur. Le déficit des neutrinos solaires observés par rapport à ceux attendus est l'une des interrogations de L’astrophysicien Branche.

L’observation du spectre solaire s’éffectue grâce à des spectrohéliographes ( Spectroscope à haute résolution permettant l’étude de radiations).Ce spectre comprend des raies, connues depuis Fraunhofer (1814), qui signalent la présence d'hydrogène et d'Hélium principalement; et d'une soixantaine d'autres éléments. Il comprend également des bandes qui trahissent la présence de molécule dans l’atmosphère solaire.