太阳物理学是天体物理学中最重要和最出色的部分之一，而对于“精耕细作”过的太阳来说，耀斑又是太阳物理学家最感兴趣的课题。为什么如此呢？因为太阳上最激烈的活动现象是耀斑，对地球影响最大的日面现象也是耀斑，当代太阳物理学中最大的难题还是耀斑。
太阳是一个高温气体球，由于太阳物质的透明性不佳，用光学望远镜或射电望远镜只能直接看到它的外层——太阳大气。太阳大气从下到上分成三层，即光球、色球和日冕。在色球与日冕之间，有时会出现亮度突增的现象，即这块区域突然变得比周围明亮，与此同时，射电波、紫外线、X射线的流量也突然增加，有时还会发射高能γ射线和高能带电粒子。这种太阳局部地方的辐射突然增加现象，就是太阳耀斑。随着对太阳研究的不断发展，以及对太阳耀斑理解的逐步加深，天文学家提出了“品种”繁多的耀斑概念。例如，把发射可见光增强辐射，并可用单色光观测到的耀斑区称为光学耀斑；与光学耀斑相类似，用X光观测到的耀斑区称为X光耀斑；会发出完整的连续光谱，在白光照片上也能看见的称为白光耀斑；发射高能质子流、产生太阳质子事件的耀斑为质子耀斑；另外还有能被地面观测宇宙线的设备记录到宙射线粒子的宇宙线耀斑，等等。
耀斑最突出的特征是来势凶猛能量大，在短短的一二十分钟内，一个大的耀斑可以释放1万亿亿亿甚至10万亿亿亿尔格的巨额能量，相当于10万～100万次强火山爆发的能量之和。如此大的气魄，使地球上的自然现象都望尘莫及。
天文学家把增亮面积超过3亿平方公里的称为“耀斑”，不到3亿平方公里的称为“亚耀斑”。耀斑分为四级，分别以1、2、3、4表示，在级别后面加上f、n、b，分别表示该耀斑亮度为弱、普通、强，所以最大最亮的耀斑是4b，最小最暗的是1f。
地面研究
近些年来，国内外天文学家在研究太阳活动区磁流体力学和太阳耀斑方面做了大量工作。从1957年国际地球物理年至今，已经历了四次太阳活动峰年，各国天文学家都非常重视峰年期的太阳观测，力求捕捉完整的耀斑资料进行形态分析和理论研究，进而了解耀斑的本质。第21周的1979～1982年太阳活动峰年期间，国内外都加强了这方面的工作，成立了“太阳活动峰年”
国际组织，实行区域性联合观测，频繁地进行国际间交流，硕果累累。
我国天文学家在此期间记录了不少有价值的耀斑爆发。1981年5月13日、5月16日，紫金山天文台接连观测拍摄到两起奇异的三级双带耀斑。这种耀斑的研究价值很高，它通常伴随着一般耀斑所没有的高能质子事件，强X射线暴以及强烈的射电暴。也就是说，它比一般耀斑的能量更大，更容易观测到它对地球物理影响的特征。北京天文台还记录了5月16日特大耀斑伴随的很强的射电爆发快速变化，揭示了极为丰富的精细结构和爆发的间接性。
云南天文台在第21周峰年期间发现了20例十分罕见的“无黑子耀斑”。
一般来说，耀斑总是出现在以黑子为主体的活动区中，仅有个别耀斑“离群索居”，出现在无黑子区域。云南天文台天文学家的研究表明，尽管无黑子耀斑与一般耀斑大相径庭，但它们都是从局部磁场获取能量，因此在物理性质上是一致的。
100多年来，全世界数以百计的天文台总共只记录到40多个白光耀斑，而其中拍摄到光谱的仅有3个。1981年9月5日，紫金山天文台拍摄了一个白光耀斑的整套光谱，填补了我国白光耀斑观测的空白，在全世界这是第四次。
过去认为白光耀斑是最大最亮的耀斑，而这次观测到的白光耀斑却不大，因此给天文学家提出了一个新的问题：小耀斑怎么会发射出连续光谱？
自1985年起，我国有关专家学者就着手为第22周太阳峰年期的科学观测和研究积极做准备。1988年起，开始进行太阳物理和地球物理方面的联测，到90年代初，已取得了一批珍贵的资料。从现在的趋势看，第22周峰年的活动水平超过第21周几乎已成定局。
空间研究
地面观测受到诸多限制，耀斑的紫外线和X射线等重要辐射都被地球大气屏蔽了，空间探测为耀斑研究开辟了新的窗口。1973年5月美国成功地发射了“天空实验室”，它是一个载人的空间观测站。在9个月的观测中，它的望远镜、宇航员以及在休斯顿地面总部的太阳物理学家所进行的研究，是迄今对任何天体所作过的研究中组织得最好，配合得最默契的。对1973年6月15日耀斑，从它出现前到闪光和爆发阶段，以至冷却结束，“天空实验室”
都做了系统的观测。分析结果表明，耀斑的爆发源是位于日冕中的微小核心，由它发射的高能粒子流沿环形轨道向下运动，一直冲击到太阳表面，耀斑的可见光辐射就是在这个运动过程中产生的，是一种副产品。另外拍摄的耀斑光谱表明，不同谱线增强、达到极大和减弱的时间参差呈现，很有顺序。这些观测事实为美国天文学家斯塔拉克的磁力线再联接产生耀斑的理论，提供了很好的证据。
1980年2月14日，美国发射了一颗主要用于研究太阳耀斑的“太阳峰年使命”卫星。作为太阳峰年国际联测的一部分，地面射电望远镜配合它，提供了比较连续的太阳记时观测记录。在地面科学家的指导下，“太阳峰年使命”卫星对1980年4月30日日面边缘耀斑拍摄了完整的紫外线和X射线光谱，以及硬X射线单色像。对1980年6月7日耀斑记录到一条能量非常高的Y谱线。
日本于1981年2月21日发射了一颗“火鸟”卫星，它载有上乘的观测仪器，并能不断地旋转，可以拍出X光太阳像以及不同波长的光谱。在入轨后的一年零5个月中，共观测到675个耀斑，其中31个有很强的X射线，最强的一个耀斑出现在1982年6月6日，强度为12级，是有史以来记录到的最强的一次。此外，“火鸟”还观测到许多Y射线的耀斑。
为了深入研究耀斑，第22周太阳峰年期间，一些国家还准备发射一些卫星。日本、美国和前苏联联合研制的峰年探测卫星“Solar—A”在1991年下半年发射，俄罗斯准备的CORONAS—I和CORONAS—F两颗卫星，也分别在1991年和1992年发射。
科学技术的发展，使耀斑的观测和理论日趋完善，但远不能说对耀斑有了完美的认识。世界著名天文学家帕克形象地说过：目前人们所看到的耀斑只是“巨人的一双脚”。为了窥其全貌，天文学家正在不懈地努力着。用历史眼光来看，最终揭开耀斑谜底也许不会是太遥远的事情。
太阳黑子之谜
太阳的表面并不是无瑕的，有时也会出现或多或少的黑斑，这就是太阳黑子。
我国对黑子的观测可以说是源远流长。各国学者公认的世界上最早的太阳黑子记录，详细地记载在我国古书《汉书·五行志》里：“汉成帝河平元年三月乙未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”据专家考证，乙未应为己未．这指的是公元前28年5月10日的一次大黑子。这条记录不只是说明了黑子出现的日期，还描述了黑子的大小、形状和位置。
其实，我国还有更早的黑子记录，公元前140年前后成书的《淮南子·精神训》中有“日中有蹲鸟”的记载，蹲鸟就是黑子，再往前推，甚至可以上溯到3000多年前的殷代，殷墟出土的甲骨文中就不乏太阳黑子的记录。近些年来，我国天文工作者从公元前781年到公元1918年约2700年的历史典籍中，查出数百条有关黑子的记载，它们是极其宝贵的科学遗产。现代太阳物理学创始人、美国著名天文学家海耳曾高度赞扬说：“中国古人测天的精细和勤勉，十分惊人。远在欧洲人之前约2200年，就有黑子观测，历史记载络绎不绝，而且记录得比较详细和确实，毫无疑问是可以通过考证而得到确认的。”
欧洲人观测太阳黑子开始于意大利天文学家伽利略。1610年，伽利略用望远镜在观察太阳，并看到了太阳黑子。与他同时使用望远镜观测太阳黑子的还有德国的赛纳尔、荷兰的法布里修斯和英国的哈里奥特。