太陽主要由氫及氦組成,所以沒有像岩石行星有界限分明的表面,但為了方便討論,天文學家以光球層為分界,對流層以外稱為太陽的大氣層。太陽大氣層的密度很低﹐其區域內氣體因為十分稀薄,因此能讓光球層發出的光線順利通過,但是因為透明度很低、且變化隨時都是很劇烈,所以我們無法直接觀測到它的內部。以致於我們對於太陽的瞭解,
除了極少數的微中子(Neutrino)偵測外,
目前絕大多數
據都是在描述太陽的表面現象變化。太陽大氣層的結構主要由光球層(photosphere)、色球層(chromosphere)、日冕 (Corona)與太陽風(solar wind)4部份組成。
         光球層是太陽的最底層大氣 ,雖然它平均密度只有水的數億分之一,但是它的厚達約500公里,所以顯得光球層是極不透明的絕對溫度約5800K,我們所看到的太陽表面即是光球層。仔細的觀測可看到對流層上有尺度大小約為1500公里的米粒組織(granulation),此一結構是由對流所造成的,底層的氣體會向上升,氣流升降的速度約為每小時1公里,當這些熾熱氣體把能量釋放後,便會變冷變暗,然後沉降回光球層之下,這種對流運動產生了稱為米粒組織的太陽表面特徵。通過望遠鏡,我們可以看到太陽表面上有很多比較暗區域圍繞的光斑,每一個米粒約能維持二十分鐘,大小則約為地球的十分之一,形成與消失完全是隨機的。另外對流層上可明顯地看到太陽黑子(sunspots),太陽黑子是太陽的黑暗區域,溫度只有約4000K,由於相對來說它們比光球層其他地方「冷」,產生的光亦較少,所以看來較暗,當經過太陽濾鏡觀察時,濾鏡將太陽放出的強光減弱,原本比較暗的地帶在濾鏡下會看來變成黑色的太陽黑子。太陽黑子的大小跟地球差不多,很多時黑子是整群出現的。黑子生命短暫,只有少於數天至約三星期的壽命。太陽黑子的多寡變化有一個十一年的周期,在周期之始,黑子基本上出現在緯度較高的地方(即離太陽赤道較遠),接著太陽黑子數目會不斷增多,並且會向赤道靠攏。地球所見的太陽光譜主要來自光球層。光球層的底部是濃密的電漿態物質,發射出與其表面溫度相當的熱輻射光譜,經由精密的光譜儀分析太陽連續光譜上的吸收譜線,可辨認出太陽大氣中的主要化學組成,除氫以外尚有鐵、鎂、鋁、鈣、鈦、鉻、鎳、鈉…等五十七種元素。光球層的溫度不足以激發氦原子,使含量僅次於氫的氦元素,在光球層光譜中沒有譜線。
         色球層是太陽大氣層的中層
厚約8000公里,沒有明顯的上邊界,由於太陽的邊緣氣體密度很低,使得此部份的發光強度,只有光球的萬分之一。在日全蝕中,當月面恰好把光球全部遮擋時,可以看到玫瑰色的色球層,而這也是色球層名稱之由來色球層並不是渾圓的,而是有很多稱為針狀體的細小突起地帶。依據我們日常生活的常識,離熱源近者溫度會比離同一熱源較遠者來得高,然而太陽大氣層裡的情況卻大不相同色球層的溫度隨高度的增加而上昇,由光球層頂部的 4200K升至數萬K的高溫。根據升溫的情況,大約可將色球層分成三部份:在厚度約為400公里的厎層,溫度由4200K升到5500K。然後在1200 公里的中層,溫度緩慢上升到8000K。在最後約400公里厚的高層溫度急劇升至數萬度,且在不到6000 公里的高度裡,過渡到日冕的百萬度以上之高溫。 部份色球層的溫度,高於激發氦原子光譜的二萬度,故色球層光譜中,可見到光球層光譜所沒有的氦原子光譜。
         日冕是太陽大氣層的最外層,厚約太陽半徑的1.3倍,但範圍可延伸至達太陽半徑十倍之遠,溫度約1百萬K,日冕的形狀極不規則,隨太陽活動的強弱逐年變化。在太陽活躍極大期,日冕的形狀接近是個圓形向四面八方射出;而在太陽表面活動較寧靜時,赤道區附近較為延伸、呈現像橢圓形的蒲扇一樣,向太陽赤道方向平伸出去,一直延伸近 2 百萬公里。 日全食中,當月面將色球遮掩後,可見到圍繞太陽四周有一片淡白色的暈,這就是日冕。日冕物質非常稀薄,其密度約為地球表面大氣的十億分之一,比實驗室能達到的高真空還要低,故只有在日全食時才能觀測到。日冕的溫度非常高,可達二百萬度以上,如此高的溫度,可能是經由儲存在太陽磁場中的能量加熱而成的,但確切的過程為何,仍
待進一步的研究。
         太陽風是被吹離太陽的高速離子氣體(氫離子或稱質子, 電子,….)的統稱。由於日冕的溫度高達百萬度以上,因此日冕物質粒子的熱運動速度都非常快,脫離日冕而遠離太陽的高速離子即為太陽風。太陽風所造成的質量流失每年約有1千萬噸,但與太陽的總質量相較,仍微不足道。太陽風的傳播速度約每秒450公里,太陽探測船尤里西斯號(Ulysses)傳回來的數據顯示,由太陽極區流出來的太陽風之速度更可高達每秒750公里,而且極區太陽風的成份也略有不同。太陽風中的高能粒子如直接吹襲地球表面,對地球的生命與生態環境具有極毀滅性的影響。但地球有磁場與大氣的遮蔽,大部份的高能粒子被阻隔在地球之外,少部份在地球的極區進入地球的粒子與空氣分子相碰撞,使空氣分子游離並發出瑰麗的極光(northern lights﹐aurora borealis, southern lights﹐aurora australis),在這過程中高能粒子損失了大部份的能量,也降低了其傷害性。地球磁場在太陽風的吹襲之下,形成了迎太陽風面被壓縮而背太陽風面被拉拽的磁層結構(magnetosphere)。


日全蝕時觀察到的色球層及日冕