太阳大气层犹如罩在太阳身上的外衣，从里向外可分为光球层、色球层和日冕三层，各种太阳活动都在这里进行。平时，我们看到耀眼的太阳，就是太阳大气层中光球层发出的强烈的可见光，太阳的光和热几乎全是从这一层辐射出来的，因面可以说太阳的光谱实际上就是光球的光谱。
光球层属太阳大气层中的最底层或最里层，光球层的厚度约500公里，与约700万公里的太阳半径相比，好似人的皮肤和肌肉之比。我们说太阳表面的平均温度约5770C，指的就是这层。
色球层位于光球层之上，它发出的可见光总量不及光球层的1%，平时由于地球大气把强烈的光球可见光散射开，色球便被淹没在蓝天之中，因此人们平常看不到色球。只有在日全食的时候才有机会直接饱览色球红艳的姿容，暗黑的月球短时间内完全遮掩了炫目的光球层，这时可以看到紧挨着日轮边缘有一段狭窄的圆弧，好似一条玫瑰色的花边，或者平时用单色光观测，也可看见它是一个非常美丽的玫瑰色的气层，因而得名“色球”。
色球层是太阳大气的中层，厚约2000公里。其温度从里向外增加，与光球顶衔接的底部约4500C，中间约800而顶部却急剧上升到约10万摄氏度以上，密度则随高度增加而减低。太阳色球是充满磁场的等离子体层，整个色球层的结构不均匀，由于磁场的不稳定性，太阳高层大气经常产生爆发活动，产生耀斑等现象。
日冕是太阳大气的最外层，日冕中的物质也是等离子体，它的密度比色球层更低，而它的温度反比色球层高，可达上百万摄氏度。
