太陽是一個熾熱的氣態球體，它的直徑約為1.39×10⁶km，質量約為2.2×l0²⁷t，為地球質量的3.32×10⁵倍，體積則比地球大1.3×10⁶倍，平均密度為地球的1/4。其主要組成氣體為氫（約80％）和氦（約19％）。由于太陽內部持續進行著氫聚合成氦的核聚變反應，所以不斷地釋放出巨大的能量，并以輻射和對流的方式由核心向表面傳遞熱量，溫度也從中心向表面逐漸降低。由核聚變可知，氫聚合成氦在釋放巨大能量的同時，每1g質量將虧損0.00729。根據目前太陽產生核能的速率估算，其氫的儲量足夠維持600億年，因此太陽能可以說是用之不竭的。

在太陽平均半徑23％（0.23R）的區域內是太陽的內核，其溫度約為8×10⁶～4×10⁷K，密度為水的80～100倍，占太陽全部質量的40％，總體積的15％。這部分產生的能量占太陽產生總能量的90％。氫聚合時放出γ射線，當它經過較冷區域時由于消耗能量，波長增長，變成X射線或紫外線及可見光。從0.23～0.7R的區域稱為“輻射輸能區”，溫度降到1.3×10⁵K，密度下降為0.079g/ cm³。0.7～1.0R之間稱為“對流區”，溫度下降到5×10³K，密度下降到10^-8g/cm³。太陽的外部是一個光球層，它就是人們肉眼所看到的太陽表面，其溫度為5762K，厚約500km，密度為10^-6g/cm³，它是由強烈電離的氣體組成，太陽能絕大部分輻射都是由此向太空發射的。光球外面分布著不僅能發光，而且幾乎是透明的太陽大氣，稱之為“反變層”，它是由極稀薄的氣體組成，厚約數百公里，它能吸收某些可見光的光譜輻射。“反變層”的外面是太陽大氣上層，稱之為“色球層”，厚約1～1.5×10⁴km，大部分由氫和氦組成。“色球層”外是伸入太空的銀白色日冕，溫度高達1百萬度，高度有時達幾十個太陽半徑。

從太陽的構造可見，太陽并不是一個溫度恒定的黑體，而是一個多層的有不同波長發射和吸收的輻射體。不過在太陽能利用中通常將它視為一個溫度為6000K，發射波長為0.3～3μm的黑體。