Nhiệt độ bề mặt của mặt trời là khoảng 5.800 kelvins. Nhiệt độ tại lõi của mặt trời ít nhất là 15.000.000 kelvins. Hầu hết các hạt cấu thành của mặt trời ở bề mặt là nguyên tử khí, vì không có chất lỏng hoặc chất rắn nào có thể tồn tại ở nhiệt độ cao như vậy.
Nhiệt độ cực cao của lõi là điều khiến các hạt nhân của các nguyên tử có thể va chạm và tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân. Những phản ứng này tạo ra năng lượng mặt trời nuôi sống sự sống trên Trái đất. Nhiệt độ cực cao cần thiết để duy trì phản ứng nhiệt hạch chỉ xảy ra ở khoảng 10% mặt trời.
