為探知遙遠恆星與不可見的太陽內部結構與演化,天文學家以收集到的太陽、隕石資料及數據,加上現時所知的科學理論,利用超級電腦作出精確的模擬與計算,製造出廣為天文學家所信賴的太陽理論模型(或稱為標準太陽模型)。太陽模型不僅正確預測太陽及其他恆星的發光能力、表面溫度,並對其內部可能的光度、質量、溫度與密度分佈,提供相當可信的圖像。利用太陽理論模型,天文學家推算出太陽誕生於約四十六億年前,現處於主序帶的中年期,恆星一生百分之九十的時間皆會在主序星階段渡過,估計太陽還會停留在主序帶大約五十億年,繼續供給鄰近區域穩定的光與熱。
         星際的氣體及塵埃經由重力塌縮,將重力位能轉變成動能,動能的增加使得雲氣的溫度昇高。當中心的溫度昇高到四百萬度時,雲氣中的氫便開始產生核融合(或稱核聚變、nuclear fusion),釋放出能量,這就是令恆星產生穩定的光與熱的來源。氫核融合過程有二種,質子-質子鏈(p-p chain)和碳氮氧循環(CNO cycle)。若星體質量小於太陽質量的1.1倍,星體中心的溫度將會少於一千五百萬絕對溫度,核融合將會主要以質子-質子鏈進行,據太陽標準模型計算,太陽核心的溫度約為一千五百萬度,理論計算顯示,太陽高於百分之九十的能量可能是經由質子-質子鏈產生,而少於百分之十是來自碳氮氧循環。假若星體質量較大,核融合便會主要以碳氮氧循環的方式進行,這循環所造成的結果和質子─質子鏈沒有分別,都是把四顆氫原子核結合為一顆氦原子核。相反地,地球上的核電廠使用的核裂變(nuclear fission),即大原子核分裂為眾多小原子核,過程中會釋放能量的一種機制。核融合要在非常極端的環境下才能發生,到目前為止科學家仍無法在地球的實驗室內穩定地製造出所需情況。首先核融合需要極高的溫度,讓氫原子核能有足夠的能量克服原子核之間的電排斥力,此外亦需要極高的密度去增加粒子碰撞的機會,所以核融合只能在溫度高達一千萬絕對溫度的太陽核心內發生。不管恆星循何種路徑來產生能量,四個氫的質量總和大於一個氦,也就是說,四個氫核融合成一個氦,會損失了部份的質量,由愛因斯坦的質能公式(mass-energy relation 、E=mC^2)告訴我們,損失的質量將會轉變成能量釋出。利用質能公式可以計算出一克(gram)氫經由核融合大約可產生一千五百億卡路里(1.5 X 10^11calories) 的能量,如果每一克的水從摄氏0度增高到摄氏100度的沸水需要100卡路里, 一克的氫在核融合的過程中所產生的能量可將1500公噸的水煮沸!
         一般人最常見的謬誤是以為大質量恆星有更多燃料,所以可以有更長的壽命,但事實上,由於大質量恆星的核心較熱和密度較高,它們燃燒氫氣的速度更高,所以生命反而較短。碳原子核帶的電荷是氫原子核的六倍﹐碳氮氧循環只有質量大的星體所能提供的較高溫度和壓力才能維持。碳氮氧循環的反應比較快,可以產生更多能量﹐而只有對流核心能將這些多的能量有效地傳遞出去。在這些星體較外層的氣體仍然很熱和比較透明﹐所以輻射傳播是一個有效的傳遞方法﹐結果是這些恆星會有一個對流核心和輻射外殼。恆星一生大部分時間都在主序階段度過。對於大質量的恆星,由於它們的核反應速率很快,大約一百萬年便會把核心的燃料耗盡;而較小質量恆星的壽命便長得多,可達數百億年。
         恆星的穩定是依賴流體靜態平衡(Hydrostatic Equilibrium) ,重力壓與輻射壓在星球的內部是保持平衡的,來維持穩定。 從流體靜態平衡,我們可暸解星球的內部,因不同的深度有不同的重力, 所以在星球的內部不同的深度必需有不同的溫度, 才能產生相對應的輻射壓與重力相抗衡。在一顆恆星形成初期,引力是演化的主導力量,令恆星不斷收縮。隨著恆星不斷收縮,核心氣體的溫度及密度亦不斷上升,直至燃點起熱核反應,所產生的能量會造成兩種向外的壓力,對抗向內的萬有引力。最後向內的引力和向外的壓力會達致平衡,讓恆星可以長時間保持穩定(由數百萬至數百億年不等)。無庸多言,就是因為太陽能長期穩定地發出光和熱,地球上的生物才能生生不息,不斷茁壯成長。第一種向外壓力是恆星物質所造成的氣體壓力,溫度越高、物質越多,氣體壓力便越大。第二種向外壓力是光子所造成的輻射壓力,這種壓力亦會隨溫度上升。無論是哪一種壓力,力量都源自太陽核心所產生的能量,一旦核心的核聚變停止,恆星便會開始塌縮,進入後主序帶恆星的演化(老年期)。