O voit parfois à la surface du Soleil des taches foncées, le plus souvent regroupées par paires ou grappes. Elles mesurent entre 2000 (il y en a de plus petites encore, mais on les appelle pores et pas taches) et 50 000 kilomètres de diamètre. Valeur à comparer avec la taille de la Terre, ne dépassant pas 13 000 kilomètres.
Le Soleil possède un champ magnétique global, et ce champ est structuré par des lignes imaginaire allant du pôle Nord au pôle Sud, au-dessus comme en dessous de la surface. Quand une ligne de champ "souterraine" émerge en surface, elle forme une arche avec deux pieds ; à chaque pied apparaît alors une ou un petit groupe de taches solaires.
La surface solaire est normalement le siège de mouvements ressemblant à un bouillonnement, et c'est grâce à ce mouvement que la chaleur intérieure du Soleil est dégagée dans l'espace. La présence d'un champ magnétique intense comme celui des arches (c'est justement parce que l'intensité de ce champ augmente que la ligne se met à remonter par dessus la surface solaire et forme une boucle) bloque le bouillonnement, et la chaleur interne reste donc piégée. Au pied des arches, la surface solaire se calme, s'immobilise, et se refroidit. En se refroidissant, elle émet moins de lumière, et par contraste avec la surface alentours, elle apparaît noire. Cependant, elle continue de briller : si l'on pouvait isoler une tache solaire du reste de la surface, on la verrait briller en rouge cerise.
On ne voit des taches solaires qu'entre 5 et 35 (ou parfois 40) degrés de latitude solaire : ce n'est que dans ces régions que les lignes de champ souterraines, par la manière dont elles se disposent, peuvent effectivement remonter par dessus la surface. C'est à partir des taches solaires que l'on suit le cycle d'activité solaire durant environ onze ans. Nous en sommes actuellement à un début de cycle, c'est-à-dire que les taches se forment à haute latitude ; dans les années qui viennent, l'activité solaire augmentant, ces taches se feront à la fois de plus en plus nombreuses et de plus en plus proches de l'équateur. Leur nombre décroîtra pendant la phase descendante du cycle.