Khí quyển của mặt trời gồm vài lớp, chủ yếu là quang quyển, sắc quyển và nhật hoa. Chính trong những lớp bên ngoài này năng lượng của mặt trời, được thổi ra từ những lớp bên trong của mặt trời, được nhận ra dưới dạng ánh sáng mặt trời.

Lớp thấp nhất của khí quyển mặt trời là quang quyển. Nó dày khoảng 500 km. Lớp này là nơi năng lượng mặt trời được giải phóng dưới dạng ánh sáng. Do khoảng cách xa từ mặt trời đến Trái đất, ánh sáng mất khoảng 8 phút mới đi tới hành tinh của chúng ta.

Quang quyển loang lỗ những bọt plasma sáng và những vết đen mặt trời tối hơn, nguội hơn, chúng xuất hiện khi từ trường mặt trời xuyên qua bề mặt quang quyển. Các vết đen mặt trời di chuyển trên khắp đĩa mặt trời. Quan sát chuyển động này đưa các nhà thiên văn đến chỗ nhận ra rằng mặt trời quay xung quanh trục của nó. Vì mặt trời là một quả cầu khí không có dạng rắn, nên những vùng khác nhau quay với tốc độ khác nhau. Vùng xích đạo của mặt trời quay một vòng khoảng 24 ngày, còn vùng cực mất 30 ngày mới quay xong một vòng.


Quang quyển còn là nguồn của tai lửa mặt trời: những cái lưỡi lửa trải dài hàng trăm nghìn km phía trên mặt trời. Tai lửa mặt trời tạo ra những vụ bùng phát tia X, bức xạ tử ngoại, bức xạ điện từ và sóng vô tuyến.

Lớp tiếp theo là sắc quyển. Sắc quyển phát ra ánh đo đỏ khi hydrogen siêu-nhiệt bị cháy. Nhưng cái viền đỏ này chỉ có thể nhìn thấy trong lúc nhật thực toàn phần. Vào những lúc khác, ánh sáng từ sắc quyển thường quá yếu để nhìn thấy trên nền quang quyển quá rực rỡ.

Lớp thứ ba của khí quyển mặt trời là nhật hoa. Nó cũng chỉ được nhìn thấy trong lúc nhật thực toàn phần. Nó xuất hiện dưới dạng những dòng suối hay những cột chất khí ion hóa thổi ra không gian vũ trụ. Nhiệt độ vùng nhật hoa của mặt trời có thể cao tới 2 triệu độ C. Khi các chất khí nguội đi, chúng trở thành gió mặt trời.