Las manchas solares son regiones más oscuras y frías en la superficie del Sol. Aunque parezcan pequeñas, una mancha solar típica tiene aproximadamente el tamaño de la Tierra. Su oscuridad se debe a un efecto de contraste. Una mancha solar es unos 1500 Kelvin más fría que la fotosfera circundante, por lo que se ve oscura sobre la superficie más brillante. Si se pudiera observar una mancha solar aislada, brillaría más que la Luna llena.

Las manchas solares se originan por la actividad magnética. El campo magnético del Sol se retuerce debido a la rotación diferencial de su plasma. Donde el campo es intenso, suprime el flujo de calor desde abajo, creando una región más fría. Las manchas solares suelen aparecer en pares, con polaridades magnéticas opuestas. Están rodeadas de zonas brillantes llamadas fáculas, que son más calientes y activas.

El número de manchas solares aumenta y disminuye en un ciclo de 11 años. Durante el máximo solar, el Sol está cubierto de manchas y erupciones. Durante el mínimo solar, está casi libre de manchas. Este ciclo afecta la meteorología espacial, el clima de la Tierra y el brillo del Sol. El Mínimo de Maunder, un período con muy pocas manchas solares entre 1645 y 1715, coincidió con un período de enfriamiento global conocido como la Pequeña Edad de Hielo.

Galileo fue el primero en observar las manchas solares con un telescopio en 1610. Demostró que se encontraban en la superficie del Sol, no en el cielo. Esta observación puso en tela de juicio la idea de que el Sol era perfecto e inmutable.