有些時候，太陽是相當寧靜的；另些時候，太陽是很活躍的。太陽有多種活動現象，最容易觀測的是光球上稱為“黑子”的暗黑斑點。我國古代人用肉眼就看到了大黑子，《漢書·五行誌》記載，公元前28年“三月乙未，日出黃，有黑氣（即黑子）大如錢，居日中央”。伽利略觀測日輪上黑子的移動而認識到太陽在自轉。利用“多普勒效應”原理，從光譜線的位移測量得出，太陽赤道區自轉快（周期約25天）、高緯區自轉慢（周期約34天）的“較差式自轉”，說明太陽物質類似於氣體，太陽的赤道麵與黃道麵有7·25°交角。18世紀，人們猜想存在比水星更接近太陽的“水內行星”，以為它經過太陽-地球之間，就像“水星淩日”那樣，會在日輪上顯示為移動的小圓斑，結果雖然沒有尋找到“水內行星”，卻發現太陽黑子數目（太陽活動變化的規律）。
黑子的大小不一，小黑子不到1000千米，而大黑子達20萬千米。大黑子有黑的“本影”和較暗“半影”的複雜結構。其實，黑子隻是相對周圍的明亮光球而言才顯得黑，黑子溫度仍有4000多開，僅比光球溫度（5777開）低1000多度。太陽黑子是一種帶電物質的漩渦氣團，有很強的磁場，可達4000高斯。雖然黑子的觀測研究已多年，但許多奧秘還遠未完全揭開。
黑子從出現到消失，經過一係列形態結構演變。初現時是小黑點，逐步發展為2個大黑子，西、東的前導黑子與後隨黑子的磁場極性相反，其間又有一些小黑子，它們組成一個黑子群。繼之，後隨黑子和前導黑子先後逐漸消失。有的小黑子隻存在3小時，多數黑子的壽命小於11天，而大黑子的壽命長達幾個月甚至1年以上。統計得出，黑子群的壽命大致跟它的極大麵積成正比。黑子數或麵積的每日均值有一係列極大年（峰年）和極小年（穀年），近似有11年的周期變化，黑子的日麵緯度分布呈現“蝴蝶圖”。黑子磁場變化則約有22年的周期；然而，黑子變化的周期規律並不是很嚴格的，很難預報準確。
有時可以在日輪的邊緣區看到稱為“光斑”的不規則較亮斑片。光斑的溫度比周圍光球高幾百度，壽命比黑子長，也有約11年的活動周期。
在地球大氣寧靜度好的時候，性能良好的望遠鏡可以拍攝到日輪上的很多稱為“米粒”的小亮斑，其角徑為0·25″～3·5″或180～2540千米。太陽表麵的米粒總數約500萬個，總麵積約占表麵總麵積的1／2。米粒一般比其周圍亮30％，溫度高300度。米粒是一種對流現象，光球層處於較高溫度的對流層上麵，熱的對流元胞上升，將多餘熱量輻射掉後，變冷的氣體就分開而沿米粒邊緣向下返流回去。米粒的壽命約10分鍾；米粒不斷地破碎和再生，形成大小3″～5″的米粒簇，壽命可長達46分鍾。
“色球層”是稀疏透明的，連續光譜輻射很弱，主要發出發射線輻射，氫的譜線，尤其氫的Hα很強，因而色球呈紅色。自從海耳用單色光方法，尤其是李奧（B·F·Lyot）研製出單色（偏振幹涉）濾光器和色球望遠鏡後，就可以經常觀測色球了。色球層很不均勻，有亮暗譜斑組成的網絡結構、針狀物（日芒）、衝浪、暗條和日珥、耀斑等活動現象。
在高分辨的色球像上，色球外緣有類似小“火焰”的特征，稱為針狀物或日芒，它們是從寧靜色球網絡射向日冕的細長噴流，向上延伸可達10000多千米，寬度約800千米，壽命為5～10分鍾，向上運動速度20～25千米／秒。