Il sole brucia a causa di una reazione di fusione nucleare che porta al rilascio di calore e energia luminosa. Può sembrare paradossale per alcuni studenti che il sole possa bruciare nello spazio, un ambiente senza ossigeno, ma sta bruciando grazie ad una reazione di fusione piuttosto che alla combustione, quindi l'ossigeno non è richiesto perché il sole produca calore e luce come se fosse fuoco. Tecnicamente, il sole non è in fiamme in quanto tale ma è una palla ardente di reazioni di fusione nucleare.
La reazione di fusione nucleare che alimenta l'inferno costante del sole è nota come reazione a catena protone-protone. Questo tipo di reazione avviene a livello molecolare e, dato che il sole è così grande, ciò significa che ci sono innumerevoli piccole molecole reagenti all'interno del sole in ogni momento. Nello specifico, gli atomi di idrogeno vengono convertiti in elio e i sottoprodotti di questa reazione sono luce e calore. Collettivamente, tutte le molecole che formano il sole producono abbastanza luce e calore per provocare le calde giornate estive che possono essere vissute sulla Terra, distante molti milioni di chilometri dal sole. Tuttavia, sebbene il sole sia abbastanza grande, queste reazioni avvengono solo nel 25 percento interno della stella, che è noto come il nucleo del sole.
