O Stanford Solar Center afirma que as manchas solares se formam quando o campo magnético solar se projeta através de sua superfície. O campo magnético do sol é composto de tubos que afetam a temperatura da superfície do sol no ponto de protusão. As manchas solares exibem polaridade, o que cria um par de pólos positivos e negativos.
As manchas solares aparecem como marcas escuras, porque liberam menos energia e têm uma temperatura mais baixa do que as regiões vizinhas. A região mais escura no centro da mancha solar é chamada de umbra. A penumbra envolve a umbra e tem uma cor mais clara. A temperatura média das manchas solares é 2.240,3 graus Fahrenheit. As manchas solares podem ser detectadas facilmente, porque a maior variedade tem um diâmetro próximo a 31.068 milhas. As manchas solares se formam em aglomerados e geralmente contêm cerca de 100 manchas em cada grupo. As manchas solares podem aparecer em questão de horas, mas às vezes levam vários meses para se desenvolverem completamente. Uma vez que um aglomerado de manchas solares se desenvolve, o aglomerado é normalmente visível por um ciclo de 11 anos. Samuel Schwabe chamou esse fenômeno de ciclo solar com base em suas observações conduzidas entre 1826 e 1843. Galileu rastreou as manchas solares conforme elas viajavam ao longo da superfície do Sol 200 anos antes de Schwabe medir o ciclo solar. Isso permitiu que Galileu concluísse que o sol leva aproximadamente um mês para girar em seu eixo.
