Οι ηλιακές κηλίδες είναι πιο σκούρες, ψυχρότερες περιοχές στην επιφάνεια του Ήλιου. Φαίνονται μικρές, αλλά μια τυπική ηλιακή κηλίδα έχει περίπου το μέγεθος της Γης. Το σκοτάδι είναι ένα φαινόμενο αντίθεσης. Μια ηλιακή κηλίδα είναι περίπου 1.500 Kelvin ψυχρότερη από την περιβάλλουσα φωτόσφαιρα, επομένως φαίνεται σκοτεινή σε σχέση με την φωτεινότερη επιφάνεια. Αν μπορούσατε να δείτε μια ηλιακή κηλίδα μόνη της, θα έλαμπε φωτεινότερα από την πανσέληνο.

Οι ηλιακές κηλίδες προκαλούνται από μαγνητική δραστηριότητα. Το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου στρεβλώνεται από τη διαφορική περιστροφή του πλάσματος του. Όπου το πεδίο είναι ισχυρό, καταστέλλει τη ροή θερμότητας από κάτω, δημιουργώντας μια ψυχρότερη περιοχή. Οι ηλιακές κηλίδες εμφανίζονται συχνά σε ζεύγη, με αντίθετες μαγνητικές πολικότητες. Περιβάλλονται από φωτεινές περιοχές που ονομάζονται κηλίδες, οι οποίες είναι θερμότερες και πιο ενεργές.

Ο αριθμός των ηλιακών κηλίδων αυξάνεται και μειώνεται σε έναν 11ετή κύκλο. Στο ηλιακό μέγιστο, ο Ήλιος καλύπτεται από κηλίδες και εκλάμψεις. Στο ηλιακό ελάχιστο, είναι σχεδόν άψογος. Ο κύκλος επηρεάζει τον διαστημικό καιρό, το κλίμα της Γης και τη φωτεινότητα του Ήλιου. Το Ελάχιστο Μάουντερ, μια περίοδος με πολύ λίγες ηλιακές κηλίδες από το 1645 έως το 1715, συνέπεσε με μια περίοδο παγκόσμιας ψύξης που ονομάζεται Μικρή Εποχή των Παγετώνων.

Ο Γαλιλαίος ήταν ο πρώτος που παρατήρησε ηλιακές κηλίδες με τηλεσκόπιο το 1610. Έδειξε ότι βρίσκονταν στην επιφάνεια του Ήλιου, όχι στον ουρανό. Αυτή η παρατήρηση αμφισβήτησε την ιδέα ότι ο Ήλιος ήταν τέλειος και αμετάβλητος.