La temperatura superficiale del sole è di circa 5.800 kelvin. La temperatura al centro del sole è di almeno 15.000.000 di kelvin. La maggior parte delle particelle costitutive del sole sulla superficie sono atomi gassosi, poiché nessun liquido o solido può esistere a temperature così elevate.
La temperatura estremamente elevata del nucleo è ciò che rende possibile che i nuclei degli atomi si scontrino e producano reazioni di fusione nucleare. Queste reazioni generano l'energia solare che alimenta la vita sulla Terra. Le temperature estremamente elevate necessarie per sostenere le reazioni di fusione si verificano solo in circa il 10% del sole.