太阳是一颗十分普通的恒星。太阳只是浩瀚宇宙中无数恒星中的一颗，很多恒星与太阳类似，但也有一些恒星较之太阳而言或大或小，或冷或热。总之太阳是恒星中适中的一颗。 太阳从东方升起，从西方落下，这样的情况一年只有两天。问一个人早上太阳从哪儿升起，他或者她通常会回答：从东方升起。同样他或者她通常也会说：晚上太阳从西方落下。事实上，一年中只有两天，太阳是从正东方升起，从正西方落下，即春分和秋分。从春分到秋分，生活在北半球的人看到太阳从东偏北的地方升起，从西偏北的地方落下。在夏至时这种现象尤为明显，太阳从东偏北最大的方向升起，从西偏北最大的方向落下。从秋分到春分，生活在北半球的人看到太阳从东偏南的地方升起，从西偏南的地方落下。在冬至时这种现象尤为明显，太阳向南偏离得最远。生活在南半球的人看到的情形与我们正好相反。
太阳在黄道上运动一周的过程就是我们经历一年的过程。正如一年中太阳的升降方向不断变化一样，每天同一时刻太阳在天空中的位置一年中也不断变化。夏至日，当太阳从东偏北最大的方向升起，从西偏北最大的方向落下，太阳在天空中走过了一年中最长，最高的轨道，因此夏至日是一年中白天最长的一天。相反，在冬至日，当太阳从东偏南最大的方向升起，从西偏南最大的方向落下，太阳在天空中走过了一年中最短，最低的轨道，因此冬至日是一年中白天最短的一天。在春分和秋分日，太阳走过了长短，高低适中的轨道，因此这
两天昼、夜一样长。
春分和秋分是由单词“equinox”翻译过来的。“equinox”来自拉丁语，意思是“相等的夜晚”。现在的意思与此略有不同，它也用来指一年中昼夜相等的那两天。
夏至和冬至是由单词“solstice”翻译过来的。“solstice”来自拉丁语，字面意思是“太阳停止不动”。这需要解释一下，每个人都知道太阳不可能在天空停止不动，这里的“solstice”是指这样一个现象：每年从冬至到夏至，太阳一天内在天空中的轨迹越来越长，越来越高，
到夏至时，太阳在天空中的轨道达到最长，最高，即太阳往北的运动趋势停止了。与此类似，每年从夏至到冬至，太阳一天内在天空中的轨迹越来越短，越来越低，到冬至时，太阳在天空中的轨道达到最短，最低，即太阳往南的运动趋势停止了。
许多文明都与太阳在天空中的位置和轨迹密切相关。在索尔兹伯里平原上，在新石器时代竖立的史前巨石柱至今已有三千多年的历史。今天，这些史前巨石柱仍然十分准确的标志出太阳在分点和至点升起及落下的方向。一千年前，有个本土的美洲人定居点科胡基亚，在密西西比河岸靠近今天圣路易斯的地方。今天科学家在那里的地面上发现这儿曾有一圈木桩。直到今天，霍皮人（美国亚利桑那州东南部印第安村庄居民）和安第斯山脉的土著人仍用平顶山和山峰记录下太阳升起及落下的方向。他们之所以这样做，实际和精神上的原因都有。太阳在天空中位置的变化即反应了天历，又告知人们何时耕种，何时收割以及何时举行重大的宗教仪式。
太阳的轨迹在天空中的变化是由于地球自转轴的倾斜造成的。当地球绕太阳公转时，地轴始终与轨道面保持倾斜。在夏至日的北半球，倾斜轴偏向太阳，因此太阳在天空中的轨道达到最高。六个月后，在北半球，倾斜轴偏离太阳，太阳在天空中的轨道达到最低。而在春分和秋分日，倾斜轴即不偏向太阳又不偏离太阳，所以太阳在天空中的轨道高低适中。
以地球为标准，太阳比地球大的多。我们见到的太阳，直径有864,000英里，如果把太阳比作一个金鱼缸，则需要1，000，000颗地球大小的大理石才能填满。
太阳的化学成分十分简单。太阳包含了宇宙中所存在的大部分元素，但太阳主要是由最简单的元素氢组成。实际上，氢和氦组成了太阳质量的99.9％，其它的氧、碳、氮、铁等元素只占0.1％。 我们见到的太阳的表面实际并不是一个面。在我们看来，太阳似乎有一个固体的表面，并且有一个可测的边界。真实情况是：太阳是一个由气体组成的球体，没有固体的表面。我们看到的边界，只是由于在那儿，太阳气体的密度下降到使光透明的程度。在这个密度之上，太阳是不透明的，因此我们看不到太阳内部。虽然我们现在了解到这些，但天文学家仍然把这一不透明的边界当作太阳的“表面”，称作光球层。顾名思义，在光球层内，太阳放出的光子可以最终到达我们的眼睛。
太阳中心看起来要比边缘亮。这一现象称作暗晕，是由于我们看的太阳中心比边缘更厚，并且温度也更高。194 太阳的颜色可以告诉我们它的表面温度。如果我们把一根铁丝伸进火炉里，烧几分钟
后拿出来，会发现它发出暗红色的光。此时测量它的辐射温度，大约5，000华摄氏度。如果我们把它放进火炉多几分钟，再拿出来，发现它发出亮黄色的光。此时测量它的辐射温度，大约11，000华摄氏度。此时铁丝的颜色与太阳十分接近，太阳表面的温度也大约是11，000华摄氏度。与此类似，其它恒星的颜色也暗示出各自的表面温度。如红星温度较低，蓝、白星温度极高。
太阳表面是有斑点的。望远镜观测的图像显示，太阳的斑点好像镶入水泥地上的鹅卵石一样。这是因为我们看到许多气体单元的顶部，这些亮的区域与德克萨斯州大小相仿，是热气流喷射上升的区域。而暗区域是冷气流下沉的区域。因为表面斑点的现象与米汤相似，我们又称其为粒状亮斑。 太阳的斑点聚成一团。通过研究太阳表面的大尺度运动，我们得出：斑点聚成巨大的、粗糙的多边形区域。物质常从区域中心涌出，向各个方向流动，在边缘又沉落。该区域常延绵到20，000英里，我们又把它叫作超大斑点。
太阳表面还有黑子。中国的天文学者早在公元前两个世纪就记录下太阳表面的黑子。而在西方，1800年后才由伽利略通过望远镜观测到黑子。我们今天已经知道，黑子是太阳表面有强磁场限制和热气体减速的地方。气体减速导致温度下降，这一区域就更暗，这是对比而言的。如果我们把黑子挖下来，放到夜空中，它将比最亮的星还亮。黑子中央黑影部分被称作暗影，黑子周围较浓的浅灰区叫作半影。
黑子的出现、消失有周期性。在十九世纪中叶，一个业余天文学家Samuel Heinrich Schwabe 发现太阳表面的黑子数不是常数，而是由少到多又到少，有个周期。平均下来大约11年一个循环。最初，黑子出现在每个半球纬度30度的地方，接着黑子增多，向赤道蔓延。最后黑子变少，在纬度5度的地方消失，如此周而复始。最近一次的黑子最多时是2001年，预计下一次在2012年。 黑子成对出现。因为黑子是自然磁场形成的，而自然界的磁场成对出现，因此黑子也成对出现。若一个黑子是正极，那么另一个为负极，正如磁铁的两端。我们可以把黑子对看作放在太阳表面的蹄形磁铁。 黑子常聚成一团，整体上表现出磁性。这些团簇可以由两对或更多的黑子组成。如果团簇的一端是一极，相对的一端是另一极。如果太阳的北半球是正极，则在南半球的一端为负极。
太阳的磁极在每个黑子周期颠倒一次。每11年，太阳的两极磁性颠倒，整个太阳的磁性也随之颠倒。因此，从磁性的角度来考虑，黑子周期应为22年而不是11年。 黑子可以很大。很多黑子达到了地球大小，黑子团簇能在太阳表面绵延100，000英里。 部分人认为太阳黑子数量的变化能影响地球的气候。天文历史记录显示：从1645到1715年间，黑子数量相对较少。气象记录显示：同一时期欧洲大部分地区的冬天更长。这能说明问题吗？另有一些人，据称也找到树木年轮与太阳黑子周期的相关性。 最近科学家似乎发现了太阳黑子对气候的影响。斯坦福大学的Sallie Baliunis博士找到了依据：太阳黑子数与太阳释放出的总能量有关，进而影响到地球的气候。值得一提的是统计数据有偶然性，并被诸多因素所影响，因此不能提供直接的证据。当提到诸如太阳，地球气候等复杂问题时，统计数据都应该被深入研究。
日震。最近我们发现太阳表面的震动与闹铃或铜锣的震动相似。太阳表面能以几百天文学家了解了太阳的内部，类似于通过研究地震来研究地球内部结构。为了继续研究太阳的震动，1995年建立了全球联合观测震动网络工作组，用分布在全球的6架望远镜连续的观测太阳的震动。 太阳表面经常发生强烈的爆炸。这种爆炸就是我们看到的耀斑，能在短短几秒内释放出上百万颗原子弹的能量。当耀斑发生时，太阳的大气层会被吹出一个巨大的洞，并发出十分强烈的光、电磁波，高能X射线及数以百亿计的带电粒子，这种现象被称作太阳风。当太阳黑子最活跃时，耀斑和太阳风也发生的最频繁最剧烈。
耀斑能引发地球上一些有趣的现象。从太阳吹向地球的带电粒子在几天内到达地球，这些粒子被地球磁场俘获，最后以几万英里每秒的速度坠向大气层，其结果产生了地磁暴；干扰地球的磁场，使指南针不停摆动，对广播也有影响；使输电线的断路开关受损；使地球两极出现极光。
太阳上的“一天”时间不一样。与地球一样，太阳也有自转，但跟地球不同的是太阳不是固体，因此不同的纬度转速不一样，在太阳赤道，转一圈要25个地球日。纬度越高，转速越慢，在靠近两极的地方，转一圈要约31个地球日。在地球上，在你南面的地点无论多久都在你的南面，但在太阳上，这不成立。越靠近赤道，转的越快，就会滑向东边。这是流体的情形。
太阳像是空间的一块巨大的磁铁。与地球类似，太阳内部好像有一个巨大的磁铁，这磁铁产生了巨大的磁场，在太空中绵延数亿英里，并控制周围热气体的流动。每隔11年，在黑子活动周期的开端，磁场南北极会颠倒一次，而太阳自转轴保持不变。
太阳也有大气层。在太阳可见表面或光球层之外，有一个炽热的带电气体组成的大气。大气的内层叫色球层，因为这一层有粉红的颜色。色球层有7000英里厚，并且比光球层热，温度在11000华摄氏度到30000华摄氏度之间。 从望远镜中看去，色球层像是燃烧的大草原。色球层会射出巨大的热气流，叫日珥，横跨500英里，高达1000英里。日珥数以百万计，像是从太阳表面射出的火焰。太阳变化的磁场使由带电粒子组成的日珥像风中摇摆的麦穗。让人联想到燃烧的大草原的景象。 色球层之外是太阳的大气外层。这一层又叫日冕，是由色球层顶部的带电气体组成的纯白色区域。其内部是日珥从太阳表面升起的舌头状的燃烧气体的云，延展到数千英里。
天文学家用特殊的仪器去研究日冕的内部。这一特殊仪器就是食仪。它实际上就是一
个用不透明的圆盘挡住光球层发出的强光的望远镜。这种仪器只能放在空气干燥，大气稳定的高山上。在这种环境下，科学家们看到了日珥的一部分。 日冕外部只能在更特殊的环境下观测。这儿的光线更加黯淡，只有当日全食中，月亮挡住了太阳光球层和日冕内部的光那一小会儿时间才能观测。这也是为什么天文学家对日食感兴趣的原因之一，让天文学家有机会研究太阳大气。
地球是在太阳的大气中“游泳”。在日全食中，我们发现太阳大气有太阳的数倍直径那么厚，几乎包含了整个太阳系，所以这些行星，包括地球，在公转时都是在太阳的大气层中运动。这一关系在南北极光现象中得以体现。 一部分日冕的温度达4，000，000华摄氏度。但你到那儿会被冻死。这好像自相矛盾。在此之前，我们必须先区别温度和热量。生活中我们常常把这两个词混为一谈，认为热量大就一定有更高的温度，但到了太阳大气层，这就不适用了。因为组成日冕的气体太稀薄了，比地球实验室里制造的真空还稀薄。现在我们提到物体的温度，实际是指物体中原子或分子的平均运动速度，速度越大温度越高。但是热量是指物体原子和分子的总能量。既然太阳大气的气体如此稀薄，每立方米的原子很少，所以每立方米的热量也很少，尽管其中原子的速度很快，温度很高。因此尽管温度很高，但在那儿仍会被冻死。
太阳正在不断的消耗自己。恒定的粒子流从太阳中不断喷出，即太阳风，遇到耀斑时，太阳风会加强。这些粒子落到地球上，其它行星上，及相邻的恒星上。宇航员没有感受到太阳风是因为其中的粒子太细小了。 某一天，太空船会在太阳风里航行。预言家已经预见了薄的塑料口袋代替干洗袋的趋势。我们可以想象，由铝制的仅一个分子厚的太阳船将会足够大，足够轻，能利用太阳风来航行。作为兴趣阅读，Arthur C. Clarke的短篇小说《来自太阳的风》，这是关于从地球到月亮的第一次太阳帆船竞赛的故事。
太阳和它的行星是同时诞生的。他们是46亿年前一团巨大的气体和尘埃形成的。在内部，重力逐渐结束了物质的紊乱状态，在气团中心，温度逐渐上升，到达一定高温时，就形成了太阳。一些小物质团也形成了，并围绕中心转动，这就是行星及彗星、各自的卫星。 太阳经过46亿年，已经有了很多变化。通过研究其它恒星，天文学家发现太阳在几十亿年前比现在更冷，并且看起来呈桔黄色。早期的地球从太阳那儿得到的光和热要比现在少。经过几十亿年，太阳变成了现在的模样——一颗黄色的稳定的恒星。 太阳之所以稳定是因为它内部进行的是平衡反应。太阳每天是一样的（除了黑子数量），既不会变大也不会变小。这是由于贯穿整个太阳内部的平衡反应。重力是太阳形成的第一个因素，它使气体和尘埃坍塌。到一定时候，坍塌会停止，因为温度到达某一点时，太阳的核燃烧起来，产生巨大的热压力，与重力相平衡。现在，太阳内部每一点的压力与重力都平衡，因此太阳相当稳定。如果不是这样，地球上的生物不会这么繁荣。
太阳中心是相当热的。太阳表面温度不冷，它内部的温度更高，能接近3，000，000华摄氏度。 太阳是空中的大型核电站，辐射出能量。太阳通过核聚变反应辐射出大量能量，包括光线。地球上的核电厂是通过核裂变反应放出能量（如铀变为更简单的原子，并发出能量）。太阳是通过合并简单的原子而放出能量。科学家更喜欢进行聚变反应，因为聚变比裂变环保，不会放出放射性废料。但科学家们一直还没创造出能引发聚变反应的高温。
太阳创造能量是通过一个反应实现的。太阳通过熔合宇宙中最丰富最简单的氢原子成为氦原子放出能量。在太阳内部，每秒钟有6亿吨氢被转化为氦，4百万吨物质被转换为能量，按爱因斯坦质能关系E=m, E是放出的能量，m是损失的质量，c是真空中的光速，由于光速很大，损失的质量也大，每秒钟放出的能量是一个天文数字。这些能量到达太阳表面，以光和热的形式发射出来，即太阳辐射。 虽然太阳产生了巨大的能量，但它仍然遵守一个宇宙中的质量和能量守恒定律。这一定律是说在任何的物理过程中，质量与能量之和为常数，不管是蜡烛的燃烧还是恒星的辐射。太阳产生了巨大的能量，同时也失去了等价的质量。
太阳内部漆黑一片。虽然体太阳光十分耀眼，但它内部却不能产生光。因为太阳内部核反应产生的能量太高，是由伽马射线的形式传向外部，但人眼看不到伽马射线。所以如果我们能看到太阳内部，那将会是一片黑暗。
伽马射线传向太阳表面的过程中，逐渐变为可见光，到达光球层后，穿过宇宙空间最后进入我们眼睛。
一旦辐射离开太阳，将传播的非常快，但……一旦可见光到达光球层，将再8分20秒内穿过93，000，000英里到达地球。因为我们的宇宙十分空旷，没有阻挡。但太阳内部，对辐射是不透明的，太阳中心核反应产生的伽马射线要经过成千上万年才能从太阳内部传到光球层，并变为可见光。虽然最后93，000，000英里只要8分20秒，但最初的几万英里却花了很长时间。
太阳的保温系统比家里或办公室的更好。虽然我们不想住在太阳内部，但太阳的保温系统的确很不错。太阳内部的温度比表面温度高几百万度，而厚度大概50，000英里，这意味着在太阳每25英尺厚的温差比家里或办公室的更小。这样渐变的温差能使伽马射线传出太阳内部，但这一过程花费很长很长的时间。 在地球早期，太阳与现在有所不同。在3.5亿年前，地球上生命初开时，太阳与现在有所不同。从表面上看，太阳是浅黄色，比现在小8％到10％，亮度只有现在的70％到75％。此后太阳慢慢变大、变热、变亮，持续了3.5亿年，但比不上仅持续了一到两个世纪的“温室效应”。
今后50亿年，太阳仍然保持稳定。太阳以后可能会由于氢的燃烧比现在略大、略热、略亮，此后，地球会有很大变化。50亿年后，太阳的氦核越来越大，最后坍塌，燃烧成为碳元素，表层的氢继续转化为氦。氦燃烧反应产生的能量将把光球层外推，太阳变为一颗红巨星，吞并水星和金星，并到达地球轨道。太阳红色的表面依然，但会越来越冷。地球仍会被太阳的热量熔化。 太阳变为红巨星以后，还有更多的变化。太阳晚期，光球层也被推开，变成一圈气体和尘埃，又叫行星状星云。随着核反应的停止，太阳变为一颗地球大小的白矮星。太阳的直径将从现在的800，000英里变为红巨星时的200，000，000英里，再变为白矮星时的8，000英里。随着核燃料的耗尽，太阳逐渐冷却，由白依次变为黄、红，最后成为一颗暗星。我们后面还会详细讨论恒星的演化。