自古以来，人们就知道太阳是一个很热的大火球，但仍然好奇，里面究竟有什么呢？
有人猜是燃烧的大块煤炭，有人说是别的什么东西，但都没有证据。科学家们用望远镜观察太阳，看到太阳表面喷出炽热的光焰，偶尔还能看到黑子和日冕，但仅凭这些仍猜不出太阳的化学成分是什么。
后来，人们找到一个好办法，那就是利用太阳的光谱。
说起光谱，不能不提到英国著名科学家牛顿，他利用自制的三棱镜，首次把太阳光分解成从红到紫7种颜色的连续光带，并把这种像彩虹一样的光带称为光谱。后来人们发现，如果让阳光先通过一个狭缝，然后再用棱镜折射，可以看到太阳光谱中间有许多明暗不同的线条，称为谱线。
德国物理学家夫琅和费也发现，不管是来自阳光还是月球和行星的反射光，这些线条总是出现在光谱的同一位置上。他仔细数了数，竟有500多条，总称为夫琅和费谱线。
19世纪中期，德国化学家本生与基尔霍夫合作研究出利用光谱来识别各种化学元素的方法。他们把已知的化学物质加热燃烧，再将它发出的光展宽成光谱，发现其中每种元素都产生几条特有的谱线，例如钠产生两条靠在一起的亮黄线，锂产生一条明亮的红线和一条较暗的橙线等。其中，亮线是元素的特征辐射，暗线则是被元素所吸收的一定波长的光。
他们编制了各种已知元素的光谱表，把每条谱线都同某种已知元素对应起来。任何物质只要将其光谱与已知元素的光谱表做一对照，便知道其中含有哪些元素。这种检测物质成分的方法称为光谱分析法，它比利用试剂测试成分的方法简便得多，而且只需很少的量就够了。科学家利用这种方法，很快发现了铯、铷、铊、铟、镓等许多新元素。
基尔霍夫还将太阳光谱的谱线与已知元素光谱表做对照，发现太阳上含有氢、钠、铁、钙、镍等元素，立即轰动了科学界。1868年，法国天文学家让桑和英国天文学家洛基尔在印度观测日全食时，拍摄到太阳日珥光谱，发现其中有一条格外明亮的黄线，与当时所有已知元素都不匹配，这一定是某种未知的新元素。巴黎科学院将它命名为“氦”，意思是太阳元素。这是有史以来人类第一次在地球以外发现的新元素。
大约30年后，英国科学家莱姆塞利用光谱分析法，在地球上也找到了氦。通过研究发现，氦是一种很“懒惰”的元素，在通常情况下不与其他物质化合。地球上氦含量很少，不过在太阳上乃至整个宇宙中，氦的数量仅次于氢。氦原子平均质量为6.70×10-24g，太阳之所以那么热，就是在进行由氢聚合为氦的热核反应。