Cette activité varie selon un cycle de 11,2 ans en moyenne (on a observé des cycles solaires de 7 ans comme de 17 ans) et se traduit principalement par l'apparition de taches solaires. La position de ces dernières suit la loi dite de Spörer (énoncée par Gustav Spörer à la suite des travaux de Richard Carrington en 1861) : elles apparaissent à la surface du Soleil vers 45° de latitude puis descendent jusqu'à ~7° de latitude avant de disparaître alors que de nouvelles taches apparaissent vers 45° de latitude. Le nombre et la taille de ses taches dépendent de l'activité de l'étoile. Ainsi, au maximum du cycle, les taches sont nombreuses et larges (on pourrait y placer une trentaine de Terre !). Au minimum du cycle, la surface du Soleil est calme. Mais que sont exactement ces taches ?

Une étoile est formée d'un gaz ionisé (c'est-à-dire formé de particules chargées, ions et électrons) et très chaud, appelé « plasma », soumis à un intense champ magnétique. Les taches solaires correspondent à des régions du Soleil dans lesquelles ce champ magnétique est perturbé par les mouvements de la matière (convection, rotation différentielle). La température est plus froide que le reste de la surface du Soleil : c'est pourquoi les taches nous apparaissent, en lumière visible, beaucoup plus foncées que leur environnement voire noires. Mais le gaz y est tout de même chauffé à plusieurs milliers de degrés ! Pendant des heures voire des jours, les taches solaires accumulent donc de l'énergie magnétique.

Lorsque cette énergie est libérée d'un coup, en quelques secondes à quelques heures, une éruption solaire se produit. Les particules émises sont très énergétiques (les éruptions solaires sont classées selon leur intensité) et se déplacent donc à une vitesse très importante, atteignant la Terre en moins de 60 heures. Une grande quantité de plasma est alors projetée dans l'espace.

Si ce jet de matière entre en collision avec la Terre, cela donnera de magnifiques aurores boréales, ainsi que quelques soucis pour nos communications satellites notamment (selon l'énergie des particules). La plus violente tempête solaire enregistrée remonte à 1859 et provoqua des aurores visibles jusqu'à des latitudes aussi basses que Panama ! Elle fut observée par Richard Carrington qui sera le premier à faire le lien entre taches et éruptions solaires, mais surtout détectera la rotation différentielle du Soleil (il tourne plus vite à l'équateur qu'à ses pôles) grâce au déplacement des taches solaires. La plus violente de 2014 (jusque là) s'est produite le 25 février dernier et a été filmée par la Nasa Solar Dynamics Observatory (SDO).

Les éruptions solaires sont en fait assez régulières, jusqu'à trois par jour au maximum du cycle solaire. Mais elles se produisent sur toute la surface du Soleil et heureusement peu atteignent notre planète. Cependant, de nombreux satellites les traquent et les observent sous toutes les coutures, car elles émettent de l'énergie à toutes les longueurs d'onde. Les recherches sont en effet encore en cours pour comprendre pourquoi et comment exactement les taches solaires se forment, le champ magnétique du Soleil évolue et les éruptions se produisent.