Lo Stanford Solar Center afferma che le macchie solari si formano quando il campo magnetico del sole sporge attraverso la sua superficie. Il campo magnetico del sole è composto da tubi che influenzano la temperatura superficiale del sole nel punto di protrusione. Le macchie solari mostrano polarità, che crea una coppia di poli positivi e negativi.
Le macchie solari appaiono come segni di colore scuro, poiché rilasciano meno energia e hanno una temperatura inferiore rispetto alle regioni circostanti. La regione più scura al centro della macchia solare è chiamata l'umbra. La penombra circonda l'ombra e ha un colore più chiaro. La temperatura media delle macchie solari è 2240,3 gradi Fahrenheit. Le macchie solari possono essere rilevate facilmente, perché la più grande varietà ha un diametro vicino a 31.068 miglia. Le macchie solari si formano in gruppi e di solito contengono circa 100 punti in ciascun gruppo. Le macchie solari possono apparire nel giro di poche ore, ma a volte impiegano diversi mesi per svilupparsi completamente. Una volta che un cluster di macchie solari si sviluppa, il cluster è in genere visibile per un ciclo di 11 anni. Samuel Schwabe chiamò questo fenomeno il ciclo solare basato sulle sue osservazioni condotte tra il 1826 e il 1843. Galileo rintracciava le macchie solari mentre viaggiavano lungo la superficie del sole 200 anni prima che Schwabe misurasse il ciclo solare. Ciò ha permesso a Galileo di concludere che il sole impiega circa un mese per ruotare sul suo asse.
