Le macchie solari furono scoperte da Galileo Galilei nel 1610.
Una macchia compare inizialmente sul disco solare sotto forma di un minuscolo poro, appena percettibile. Nello spazio di pochi giorni i pori si sviluppano, proliferano, si allargano, si fondono insieme, dando luogo a gruppi di macchie, i quali in un periodo di circa un mese si dissolvono per far posto ad altri gruppi.
Il fenomeno della comparsa di macchie sulla fotosfera solare ha carattere di periodicità e prende il nome di ciclo delle macchie.

Le macchie solari rappresentano dettagli ben identificabili sulla fotosfera, seguendo i quali nel tempo si ha l'evidenza della rotazione del Sole intorno ad un asse polare.

Il sole non ruota come un corpo solido, ma il periodo di rotazione aumenta andando verso i poli (rotazione differenziale). Esso è di circa 32 giorni in vicinanza dei poli e di circa 27 giorni in vicinanza dell'equatore solare.

Nei gruppi di macchie si distinguono una macchia di testa e una macchia di coda, nel senso della rotazione solare. Una tipica macchia solare è costituita da un'area grossolanamente circolare oscura, detta ombra, circondata da una zona grigiastra, detta penombra, con una caratteristica struttura radiale.

Le macchie più grandi possono avere un diametro di alcune decine di migliaia di chilometri. Una grande macchia solare può quindi contenere comodamente al suo interno la Terra.

Le osservazioni consentono di affermare che le macchie sono sedi di vere e proprie aree cicloniche, simili (ma su scala infinitamente più grande) a trombe d'aria, che succhiano il materiale dagli strati immediatamente inferiori della fotosfera e lo proiettano in alto con moto vorticoso, raffreddandolo. Un dato importante che riguarda le macchie è quello del forte campo magnetico associato ad esse, fino a qualche migliaio di gauss. I campi magnetici delle macchie di testa e delle macchie di coda hanno sempre polarità magnetica opposta.

Una grande macchia solare emerge da un'evidente granulazione.
Cortesia Coelum Astronomia.