人们平常看到的太阳表面层，叫做光球，它是太阳大气最下面的一层。从光学望远镜中可以看到，光球上经常出现一些旋涡状的气流，像是一个浅盘，它的中间凹进去好几百千米。这些旋涡状气流很像大小不等的、形状很不规则的窟窿，很黑很黑，这就是天文学家所说的太阳黑子。黑子本身并不黑，它的温度一般也有四五千摄氏度，但是比起光球来，它的温度要低一二千摄氏度，在更加明亮的光球衬托下，它就成为看起来像是没什么亮光的、暗黑的黑子了。假设光球上百分之百地覆盖着黑子，太阳仍旧会是相当亮的，只是比现在看到的稍微暗一些罢了。
黑子的大小不一，小黑子不到 1 000 公里，而大黑子达 20 万公里。大黑子有复杂结构，由中央很黑的“本影”和外面较暗的“半影”构成。