有些时候，太阳是相当宁静的；另些时候，太阳是很活跃的。太阳有多种活动现象，最容易观测的是光球上称为“黑子”的暗黑斑点。我国古代人用肉眼就看到了大黑子，《汉书·五行志》记载，公元前28年“三月乙未，日出黄，有黑气（即黑子）大如钱，居日中央”。伽利略观测日轮上黑子的移动而认识到太阳在自转。利用“多普勒效应”原理，从光谱线的位移测量得出，太阳赤道区自转快（周期约25天）、高纬区自转慢（周期约34天）的“较差式自转”，说明太阳物质类似于气体，太阳的赤道面与黄道面有7.25°交角。18世纪，人们猜想存在比水星更接近太阳的“水内行星”，以为它经过太阳-地球之间，就像“水星凌日”那样，会在日轮上显示为移动的小圆斑，结果虽然没有寻找到“水内行星”，却发现太阳黑子数目（太阳活动变化的规律）。
黑子的大小不一，小黑子不到1000千米，而大黑子达20万千米。大黑子有黑的“本影”和较暗“半影”的复杂结构。其实，黑子只是相对周围的明亮光球而言才显得黑，黑子温度仍有4000多开，仅比光球温度（5777开）低1000多度。太阳黑子是一种带电物质的漩涡气团，有很强的磁场，可达4000高斯。虽然黑子的观测研究已多年，但许多奥秘还远未完全揭开。
黑子从出现到消失，经过一系列形态结构演变。初现时是小黑点，逐步发展为2个大黑子，西、东的前导黑子与后随黑子的磁场极性相反，其间又有一些小黑子，它们组成一个黑子群。继之，后随黑子和前导黑子先后逐渐消失。有的小黑子只存在3小时，多数黑子的寿命小于11天，而大黑子的寿命长达几个月甚至1年以上。统计得出，黑子群的寿命大致跟它的极大面积成正比。黑子数或面积的每日均值有一系列极大年（峰年）和极小年（谷年），近似有11年的周期变化，黑子的日面纬度分布呈现“蝴蝶图”。黑子磁场变化则约有22年的周期；然而，黑子变化的周期规律并不是很严格的，很难预报准确。
有时可以在日轮的边缘区看到称为“光斑”的不规则较亮斑片。光斑的温度比周围光球高几百度，寿命比黑子长，也有约11年的活动周期。
在地球大气宁静度好的时候，性能良好的望远镜可以拍摄到日轮上的很多称为“米粒”的小亮斑，其角径为0.25″～3.5″或180～2540千米。太阳表面的米粒总数约500万个，总面积约占表面总面积的1／2。米粒一般比其周围亮30％，温度高300度。米粒是一种对流现象，光球层处于较高温度的对流层上面，热的对流元胞上升，将多余热量辐射掉后，变冷的气体就分开而沿米粒边缘向下返流回去。米粒的寿命约10分钟；米粒不断地破碎和再生，形成大小3″～5″的米粒簇，寿命可长达46分钟。
“色球层”是稀疏透明的，连续光谱辐射很弱，主要发出发射线辐射，氢的谱线，尤其氢的Hα很强，因而色球呈红色。自从海耳用单色光方法，尤其是李奥（B.F.Lyot）研制出单色（偏振干涉）滤光器和色球望远镜后，就可以经常观测色球了。色球层很不均匀，有亮暗谱斑组成的网络结构、针状物（日芒）、冲浪、暗条和日珥、耀斑等活动现象。
在高分辨的色球像上，色球外缘有类似小“火焰”的特征，称为针状物或日芒，它们是从宁静色球网络射向日冕的细长喷流，向上延伸可达10000多千米，宽度约800千米，寿命为5～10分钟，向上运动速度20～25千米／秒。
冲浪（又称为日浪）实际是形状呈笔直的或稍弯尖峰的一种物质抛射现象。冲浪爆发区的大小为几百到5000千米，抛射速度可达50～200千米／秒，最大高度达10000～20000千米，先加速度上升，达最高点后又加速返回，寿命多为10～30分钟，其抛射常在约1小时间隔在原地重复，但规模逐渐减小。
早在公元前1400年之前。我国古代甲骨文卜辞上就记载了日食时出现三个大“火焰”，它们就是日珥。1860年7月18日，在日全食时首次拍摄到了日珥的照片。1890年始用单色光观测到日珥在日面（光球）亮背景上呈现为暗条。
日珥有浮云、喷泉、拱桥、火舌、篱笆状等多种形态，大小不一，主要存在于日冕中，其下部常跟色球相连，寿命为几小时到数月。
日珥分为2大类：①宁静日珥。结构较稳定，寿命长（几个月），起初是较小的活动区暗条，位于相反磁极性活动区之间，有时可从一端进入黑子，活动区扩散时日珥变为较长且厚的宁静暗条。②活动日珥。经常出现在活动区内或黑子附近，也常与耀斑伴生，运动变化剧烈，寿命短（几分钟到几小时）。活动最激烈的称为爆发日珥，多数集中于低纬度区，跟黑子分布类似，具有11年周期变化。一般说，活动日珥（尤其某些细节）比宁静日珥的磁场强些，可达150～200高斯，磁场对日珥的形成及变化起重要作用。
虽然日珥的温度比日冕低2个量级，但日珥的物质密度比日冕大得多，估计约5个大日珥的质量就相当于整个日冕质量。
1859年9月1日，白光观测到一个大黑子群附近“光芒夺目的弯镰刀形耀斑”。同时，地球上发生电讯中断、特大磁暴和极光等现象。这样的白光耀斑较少。一般地，单色光观测看到色球局部区域急骤增亮10倍以上的现象称为“耀斑”，也曾称为色球爆发。耀斑是太阳高层大气的急骤不稳定过程，在100-1000秒内释放出很大的能量，引起局部瞬时加热，不仅谱线辐射，而且各种电磁辐射及粒子辐射都可能突然增强，对日地空间环境和地球有重要的影响。
耀斑按物理机制，分为2种基本类型：①单环耀斑（或致密耀斑），也称静态耀斑，大多数小耀斑都属于此类，发生在大尺度单极区或单个黑子附近；②双带耀斑，又称动态耀斑，它们比单环耀斑大得多且更猛烈，发生在暗条附近，在Hα单色像上呈两条亮带，几小时逐渐离开，跟大耀斑伴生的最突出和持久特征是升到日冕的耀斑环。
按产生的高能粒子，可以把耀斑分为3类：①非粒子耀斑。不产生高能粒子，只是一些小的光学耀斑，伴有的X射线辐射是能量不超过10千电子伏特的热爆发，没有任何行星际效应。②电子耀斑。仅产生约40千电子伏特的非相对论性电子发射，基本不伴有其他高能粒子发射，伴有Ⅲ型米波电爆发和能量大于20千电子伏特的脉冲X射线爆发。③质子耀斑。有大量相对论性高能质子发射，也有电子发射，都是光学大耀斑，伴有米波及微波射电爆发和能量不小于20千电子伏特的硬X射线爆发，有行星际效应（质子事件），造成地磁暴。
大多数耀斑都出现以黑子群、谱斑或宁静暗条为特征的活动区，跟磁场有密切关系。观测表明，一旦太阳大气形成偶极磁区，尤其偶极磁场扭转或剪切梯度大，就可能发生耀斑。大耀斑的总能量约3×1025焦，中等耀斑1023～1024焦，亚耀斑为1021～1023焦。