Come con tutte le altre stelle nella sequenza principale, l'energia del Sole è un sottoprodotto delle reazioni termonucleari che si verificano nel suo nucleo. Nel profondo del Sole avvengono reazioni di fusione che rilasciano grandi quantità di energia. Questa energia si fa strada attraverso gli strati del Sole attraverso una combinazione di conduzione, convezione e radiazione. Una volta sulla superficie del Sole, il calore si irradia nello spazio, riscaldando il sistema solare.
Le reazioni di fusione nel nucleo del Sole sono il risultato di atomi di idrogeno forzati insieme sotto forte pressione. Se compressi a sufficienza e se la temperatura e la pressione sono sufficientemente elevate, gli atomi di idrogeno si fondono per formare un atomo di elio. Questa reazione produce l'energia che mantiene il sole in fiamme ed è simile alla fusione in un'esplosione nucleare.
Il Sole non ha una scorta infinita di idrogeno. Alla fine tutte le stelle esauriscono questa fonte di carburante. Col tempo, il nucleo del Sole potrebbe collassare sotto il suo stesso peso, facendo aumentare notevolmente la temperatura e la densità del nucleo. Quando ciò accade, il Sole diventa molto grande e diventa un tipo di stella noto come un gigante rosso. Un tempo un gigante rosso, il Sole si gonfia drammaticamente, inghiottendo le orbite di Mercurio, Venere e Terra.
