太阳是距离地球最近的恒星，是太阳系的中心天体。太阳系质量的99.87%都集中在太阳，它强大的引力控制着大小行星、彗星等天体的运动。它孕育了地球文明，并且始终影响着地球生物。
太阳是惟一一个我们可以研究表面详细结构的恒星，因为整个宇宙中，只有太阳离我们足够近。对太阳结构的研究可以为我们提供许多其他恒星的信息，同时对太阳结构的研究也让我们对太阳的演化及可能对地球的影响更加了解，下面我们就描述一下太阳的结构。
太阳的内部结构
日核即太阳的中心部分，亦称核反应区。其中心温度在1 500万K以上，物质密度约为1.6×10\+8克／厘米\+3，中心压力达3 300亿大气压。日核约占太阳半径的15％～25％，集中了太阳质量的一半，并且可以产生太阳发射能量的大约99％。由于高温，其物质处于气态。日核释放的能量是由氢原子核聚变为氦所产生的，根据原子核物理学和爱因斯坦的质能关系式E=mc\+2，一克氢原子核聚变反应产生的能量约为6.25×10\+\{11\}焦耳，以光子的形式释放出来。由此可知，每秒钟，质量为6亿吨的氢经过热核聚变反应转变为5.96亿吨的氦，并释放出相当于400万吨氢的能量，此即太阳光的来源。比起太阳的总的质量，400万吨的数字是很小的，据目前对太阳内部氢含量的估计，太阳至少还能向地球提供50亿年的光和热。
太阳结构与辐射日核外面一层称为辐射区，其范围从0.25R\-⊙(太阳半径)至0.86R\-⊙。比起日核来，这里的温度、密度已急剧下降。根据推算，在0.86R\-⊙的外边缘，温度约为70万K，压强为1.5×10\+\{11\}牛／米\+2，密度约为18千克／米\+3。从核反应区发出的能量开始是以高能γ射线的形式发出，继而是X射线，再往外，光子的能量更为减小，变为极紫外线和紫外线。总而言之，在辐射区，通过对来自日核的能量极高的光子的吸收、再辐射而实现能量传递。这里的物质每吸收并再辐射一次，便使高能光子的频率降低(波长变长)一些，经过无数次的这种再吸收、再辐射的漫长过程，使高能光子逐渐变为可见光和其他形式的辐射。若没有辐射区物质的作用，太阳将是一个仅发射高能射线的不可见天体。
辐射区的外侧区域，太阳气体呈对流的不稳定的状态，称为对流层。其厚度约有14万千米，也有人认为仅有几万千米厚。由于这里温度、压力和密度梯度均很大，使物质的径向对流运动强烈。又由于对流运动的非均匀性，可产生低频声波——噪声，它可将机械能通过光球传输到太阳的外层大气。至今对日核、辐射区和对流层的研究尚处于理论探索阶段，因为上述的太阳内部结构无法直接观测到。
太阳的大气层结构
肉眼看到的光亮的太阳表面就是光球，它是太阳大气的下层，厚度为400～500千米，太阳的可见光几乎全部由光球发出。光球的平均温度为5 770K，通常认为是6 000K。
光球内的温度是随着深度增加而增加的，我们的视线只能贯穿到大气内一定的深度，因此观测到太阳视圆面的亮度是从中心向边缘逐渐减弱的，这一现象称之为临边昏暗现象，如图2-37所示。图中AD为光球层，由于视线进入光球层的深度一定，在M点的距离为d，相当于达到球面C，在球面边缘N点的距离同样为d，则相当于达到球面B，而光球的温度随距日心距离的增加而减小，所以B球面比C球面温度低。温度越高，亮度越亮，从而使人眼感觉到这种临边昏暗现象。
太阳的临边昏暗现象示意图在光球上经常可以观察到一些大大小小的黑色斑点，这就是人们熟知的太阳黑子。
太阳黑子开始于两个或更多的狭窄暗条，以后逐渐长大形成黑子，最后消失。开始形成的黑子很小，其直径只有2 500千米，但磁场强度很大，高达上千高斯，这种日面特征叫小黑点，它的寿命只有数小时到几天，以后大多数这样的小黑点就消失了，少数则继续长大，并向周围发展。对于结构复杂的黑子，人们可以看到它的旋涡状结构。大的黑子直径可超过20万千米。黑子的温度比光球低1 000～1 500K。正是由于它的温度比背景光球低，看起来较“黑”，故称为黑子。
从长期的观测发现，太阳黑子活动存在周期性，但变化周期并不是固定的，它可以小到7.3年，大到17.1年。一般所说的11年周期，是其变化周期的平均值。
太阳表面的平均磁场强度只有几个高斯，有时候在没有黑子的地方也会发现有较强的磁场存在(一般为几百高斯)，这些地方大多数是不久以前出现过黑子或不久以后将有黑子出现的地方。太阳黑子的超大面积和极高磁场强度，对地面的无线电通信和电子信号系统将产生极大的干扰和破坏。
除了黑子外，光球中还有其他一些现象，如米粒组织、光斑等。
色球层位于光球之上，厚度约2 000千米，温度从其底部的4500K上升到顶部的数万K。它发出的可见光总量不及光球的1％，因此人们平常看不到色球。发生日全食时，当光球所发射的强烈光线被月球完全遮掩的短时间内，或者平时用单色光观测，可看见它是一个非常美丽的玫瑰红色的气层，因而得名“色球”。人们研制了专门的望远镜——色球望远镜，其中的滤光器只允许Hα光(红色，波长6 563埃)进入，用此种望远镜可观测到针状物、日珥、谱斑和耀斑等现象。
观测表明，色球酷似燃烧着的草原，玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾，有的呈流烟状，有的呈环状，像女子的耳环，这就是日珥。大的日珥可高于日面几十万千米。在色球上更普遍存在的是无数针状的称为“针状物”的高温等离子体的小日珥，观察日轮边缘，可看到许多细小而明亮的火舌，像无数个钢针插在日面上。针状物可高达9 000多千米，宽约1 000千米，平均寿命约为5分钟。在太阳单色光照片上常可观察到一些暗黑的长条，这是日珥在日面上的投影，称为暗条。
在色球与日冕之间有时会突然发生一种剧烈的爆发现象——太阳耀斑，其主要观测特征是，日面上(常在黑子群上空)突然出现迅速发展的亮斑闪耀，其寿命仅在几分钟到几十分钟之间，亮度上升迅速，下降较慢。特别是在太阳活动峰年，耀斑出现频繁且强度变强。除了日面局部突然增亮的现象外，耀斑更主要表现在从射电波段直到X射线的辐射通量的突然增强，同时有大量高能粒子和等离子体喷发，对地球空间环境造成很大影响。一次较大的耀斑爆发，在一二十分钟内可释放10\+\{25\}焦耳的巨大能量，故有天文学家称其为“惊天动地的爆炸”。
日全食时，在色球层之外可以看到包围着圆形月影的银白色晕状物，这就是日冕。
日冕是太阳大气最外面的一层，也是最厚的一层，日冕的直径可达太阳视圆面直径的10～20倍，日冕分为内冕和外冕两部分。日冕的温度很高，约为200万K，所以日冕物质呈现电离状态。日冕的物质不断向四面八方膨胀，这就是所谓的太阳风。
注意边缘昏暗现象，这说明太阳面是由部分吸光的气体所组成的。
1937年是太阳活动极盛的—年，黑子多而广，在边缘附近出现的黑子有明高的光斑围绕。色球层再往外，是太阳的最外层——日冕。日冕的密度很低，是由极其稀薄的电离的原子和电子组成的。日冕银白色的光辉十分动人，可惜它比色球层还要暗淡，通常只有在日全食的食甚阶段才能一睹它的风采。令人不可思议的是，离太阳中心稍近些的光球层，温度是几千K，而距离太阳中心更远的日冕，温度竟然高达百万K。由于太阳的能量来自核心部分发生的核聚变反应，所以从道理上讲，应该离核心越远温度越低才对。怎样解释这一反常的现象呢
科学家们认为，这和太阳的震动有关。他们把太阳比作一口震动不止的钟，热能则像声波似的穿透包裹太阳的各层气体向外界释放。当高温的离子从太阳内部喷发后，会以每秒100千米的速度向外运动，到达太阳表面时，释放出热量被日冕吸收。从光球层向里是太阳的“核电站”，这里的温度、压强和密度都急剧增加，巨大的能量就是从这里产生的。