Plamy słoneczne to ciemniejsze, chłodniejsze obszary na powierzchni Słońca. Wyglądają na małe, ale typowa plama słoneczna ma mniej więcej rozmiar Ziemi. Ciemność to efekt kontrastu. Plama słoneczna jest o około 1500 kelwinów chłodniejsza niż otaczająca ją fotosfera, więc wydaje się ciemna na tle jaśniejszej powierzchni. Gdybyś mógł zobaczyć samą plamę słoneczną, świeciłaby jaśniej niż Księżyc w pełni.

Plamy słoneczne powstają w wyniku aktywności magnetycznej. Pole magnetyczne Słońca ulega skręceniu w wyniku różnicowego rotacji plazmy. Silne pole magnetyczne hamuje przepływ ciepła od dołu, tworząc chłodniejszy obszar. Plamy słoneczne często występują parami, z przeciwstawnymi biegunami magnetycznymi. Są one otoczone jasnymi obszarami zwanymi fakulami, które są gorętsze i bardziej aktywne.

Liczba plam słonecznych rośnie i spada w 11-letnim cyklu. W maksimum słonecznym Słońce jest pokryte plamami i rozbłyskami. W minimum słonecznym jest niemal bez plam. Cykl ten wpływa na pogodę kosmiczną, klimat Ziemi i jasność Słońca. Minimum Maundera, okres bardzo małej liczby plam słonecznych od 1645 do 1715 roku, zbiegł się z okresem globalnego ochłodzenia zwanym Małą Epoką Lodowcową.

Galileusz jako pierwszy zaobserwował plamy słoneczne za pomocą teleskopu w 1610 roku. Wykazał, że znajdują się one na powierzchni Słońca, a nie na niebie. Ta obserwacja podważyła tezę, że Słońce jest idealne i niezmienne.