Στην επιφάνεια του Ήλιου, η θερμοκρασία ανέρχεται στους 5.800 βαθμούς περίπου. Οι ηλιακές κηλίδες είναι κάποιες περιοχές με θερμοκρασία σχετικά χαμηλότερη. Γι’ αυτό και φαίνονται πιο σκοτεινές.
Όσο ανεβαίνουμε προς την επιφάνεια του Ήλιου, η ενέργεια που απελευθερώνεται στο εσωτερικό του παύει να διαδίδεται μέσω της ακτινοβολίας ή της διάχυσης και αρχίζει να θυμίζει καζάνι που βράζει. Στο τελευταίο 20% της ακτίνας του, η ενέργεια αυτή αναδύεται προς την επιφάνεια με τη βοήθεια αέριων φυσαλίδων, που, αφού «απελευθερώσουν» τη θερμότητά τους, ξαναβυθίζονται στη συνέχεια ψυχρότερες. Οι ηλιακές κηλίδες δεν είναι παρά περιοχές οι οποίες, για μικρό χρονικό διάστημα, εμπεριέχουν ένα μαγνητικό πεδίο τόσο ισχυρό, που παρεμποδίζει τις αέριες φυσαλίδες να αναδυθούν μεταφέροντας θερμότητα στην επιφάνεια. Σε αυτές τις περιοχές, που συνήθως εμφανίζονται ανά ζεύγη ή ομάδες διαφορετικής πολικότητας, οι δυναμικές γραμμές του ισχυρότατου μαγνητικού πεδίου που εμπεριέχουν «διαπερνούν» την επιφάνεια του Ήλιου. Επειδή, όμως, ο Ήλιος δεν περιστρέφεται σαν ένα συμπαγές σώμα (στον ισημερινό του ο χρόνος περιστροφής είναι 25 μερόνυχτα, ενώ στους πόλους 35), οι δυναμικές γραμμές σε αυτές τις περιοχές αρχίζουν να «τυλίγονται» γύρω από τον εαυτό τους. Καθώς η μαγνητική ενέργεια συνεχίζει να συσσωρεύεται, μπορεί ξαφνικά να απελευθερωθεί βίαια, σχηματίζοντας γιγάντιες ηλιακές εκλάμψεις.
Η έντονη ηλιακή δραστηριότητα αυξάνεται και μειώνεται ακολουθώντας τον 11ετή Ηλιακό κύκλο, που επηρεάζει, απ’ ό,τι φαίνεται, τον καιρό και το κλίμα του πλανήτη μας. Ο μηχανισμός σχηματισμού ηλιακών κηλίδων και εκλάμψεων αλλά και η αλληλεπίδραση Ήλιου και Γης δεν έχουν ακόμη κατανοηθεί πλήρως.
