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  太陽的能量主要來自將氫融合為氦時的核融合反應。核心是太陽內部唯一能經由核融合產生能量的地方,以陽光的形式釋放出熱,從核心向外傳輸的能量加熱了太陽其餘的部分。所有經由核融合產生的能量在太陽內部必須多次遊遍各個層次之後,才能以陽光或微粒的動能形式逃離太陽。

  每秒鐘大約有 3.6 個質子(氫原子核)融合成為氦原子核;每秒鐘 430 萬噸的質量轉換成能量;每秒鐘釋放出的能量是 3.87 焦耳,相當於 9.1 百萬噸TNT爆炸當量。核融合的效率取決於密度,所以融合的效率在核心會取得自動修正的平衡:融合速率略微升高將加速核心釋放出更多的熱量,熱膨脹會將質量向外推擠使密度略微下降使反應速率下降。這種攝動;這種輕微的速率下降造成核心的收縮和冷卻,又會加速融合的效率,使他再恢復到原來的標準。

  在核融合釋放出的高能量光子(γ射線和X射線)經由迂迴曲折的路徑與減速,和在一定的吸收和再輻射轉換成更低的能量型態後,才能抵達太陽的對流層(相當於地球的地函),因此需要很長的時間才能抵達太陽的表面。 估計「光子旅行時間」可以長達5,000萬年,最短的也要17,000年。在旅程的終點,穿過透明的光球層之後抵達表面,以可見光的型式離開太陽。在核心的每一個γ射線在進入太空之前,都已經被轉換成數百萬個可見光的光子。 但同樣在核心產生,不同於光子的微中子,卻很少遭遇到與物質傳輸間的問題,幾乎立刻就能抵達太陽的表面並逃逸入太空。許多年來,測量到的微中子數量都遠低於理論上的預測,因而產生了太陽中微子問題。直到最近才經由對中微子振盪的理解,解決了這個問題。
太陽核心被認為是由中心點至0.2倍太陽半徑的區域,是太陽系內溫度最高的地方。它的密度高達150,000 kg/m3(是地球上水的密度的150倍),溫度則為15,000,000K(對比於太陽表面的溫度大約是6,000K)。