太阳表面温度可以通过实验直接测量得出的。
太阳是一个巨大的由电离气体构成的等离子体球，其能量来自于核心区域发生的由氢核到氦核的核聚变反应，而该反应的发生要求内核温度达到约1300万开尔文。所以我们可以根据太阳运作方式的理论来模拟实际中心的温度，这个温度目前为开氏1571万度。
我们见到的太阳光是在太阳内部深处“制造”出来的。“制造”出来之后，光子在太阳内部被多次反射并逐渐从太阳射出。由于太阳没有地球这样的固体表面，所以我们需要对太阳表面的范围进行定义，即一段距太阳核心的平均距离，在这段距离中光线不断被反射，最终射出太阳。事实证明，太阳表面几乎具有黑体的光谱（黑体是一个物理概念，发出的每个波长的光的比例仅是表面温度的函数）。这对我们估计太阳温度是有利的，因为我们可以测量出太阳的光谱，然后用黑体光谱计算温度。
从太阳的光谱我们可推断，其表面温度大约为5800开氏度，即5527摄氏度。
太阳的有效温度或黑体温度（5777K）是一个相同大小的黑体，在产生完全辐射的功率时所对应的温度。
科学家如何测得太阳表面的温度?
当然不是用探热针了。先说如何测量太阳的表面温度。物理学家知道，所有物体都会放射电磁波（除非它的温度是绝对零度），波长包括了各个波段，由无线电波以至伽玛射线，这些由物体的温度产生的辐射称为热辐射。例如，我们的身体其实正在放射着以红外线为主的热辐射。从着物体温度的增加，辐射量最强的波长也会变得较短。太阳表面放出的辐射，主要是波长为5000唉的黄绿色光。所以，根据热辐射理论，我们得出太阳表面温度为摄氏5500度。
至于太阳核心的温度， 由于我们没法直接观测太阳的内部， 所以只能以核子物理学的理论来推测。太阳核心的密度大约是150 克/ 立方厘米（ 即是水的150 倍）， 在这压力下， 温度至少要15600000 度才能产生热核反应。太阳核心炽热不足为怪， 但原来远离核心的日冕温度也是很高的。日冕很稀薄， 但范围可延伸至达太阳半径十倍之远， 温度更高达约1000000 度（ 放出的热辐射主要是X 射线波段） 。为什么日冕温度可以比太阳表面更高， 仍是天文学上一个未解之谜， 但一般认为与太阳磁场的作用有关。※ 天文学家可以透过太阳表面的震动， 来推测太阳核心的大小和密度， 手法和利用地震推测地球核心的大小和密度相似。
相关知识
太阳或日是位于太阳系中心的恒星，它几乎是热等离子体与磁场交织著的一个理想球体。其直径大约是1392000公里，相当于地球直径的109倍；质量大约是地球的333000，约占太阳系总质量的99.86%，同时也是约2697.3万倍的月球质量。 从化学组成来看，太阳质量的大约四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，包括氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量少于2%。