15世紀時，人們普遍認為，地球由於自轉引起了按一定周期變化的晝與夜的交替，並且太陽係內許多其他行星也都存在著自轉現象。但對於太陽係的主要成員是否也有自轉還不敢肯定。
1612年，伽利略發表了關於太陽黑子的活動記錄，其中又發現黑子位置並非固定不變，也發現了太陽確實有自轉。伽利略估計，“太陽自轉周期大約為一個太陽月”，德國數學教授沙伊納也曾有過類似的觀測。
到19世紀中葉，英國天文愛好者卡林頓對太陽黑子和太陽自轉周期進行了詳細觀察，由於太陽不是一個固體球，而是氣體球，因而它的各個部分自轉是不同的，這是卡林頓的發現。
太陽自轉周期隨緯度不同而變化，赤道地區自轉周期為25天，緯度為40度的地區自轉周期為27天，80度地區為35天，太陽自轉的平均一周期為25.4天，在地球上測量太陽的自轉周期平均為27.3天。
太陽自轉除了因緯度變化而不同外，自轉速度也是不均勻的。在20世紀初時，人們測定太陽自轉速度的變化差不多是太陽自轉平均速度的1／4000。1970年，有些科學家還提出，太陽的自轉速度每天都在變化，它的變化速度是在一個極大值與極小值之間，這似乎令人感到難以解釋。
研究太陽自轉還包括太陽大氣層的自轉問題。一般來說，在大氣低層的自轉情況也基本上隨緯度而變化，在大氣中上層的自轉沒有什麼明顯變化。此外，太陽自轉還涉及到太陽黑子的分布問題。這些研究還是初步的，還有許多問題需要進一步研究。