Güneşin yüzey sıcaklığı yaklaşık 5.800 kelvindir. Güneşin çekirdeğindeki sıcaklık en az 15.000.000 kelvindir. Güneşin yüzeyindeki kurucu parçacıkların çoğu, bu tür yüksek sıcaklıklarda sıvı ya da katı bulunamadığından, gaz atomlarıdır.
Çekirdeğin aşırı yüksek sıcaklığı, atom çekirdeklerinin nükleer füzyon reaksiyonları ile çarpışmasını ve üretmesini mümkün kılan şeydir. Bu reaksiyonlar güneşin Dünya üzerindeki yaşamı besleyen enerjisini üretir. Füzyon reaksiyonlarını sürdürmek için gereken son derece yüksek sıcaklıklar güneşin sadece yüzde 10'unda gerçekleşir.