Объяснение этого необычного явления распадается на две части. Во-первых, дело состоит в том, что в отличие от Земли, магнитное поле которой имеет простую двухполюсную структуру, магнитное поле самого Солнца — гораздо более сложное по составу. В дополнение к двум «стандартным» магнитным полюсам в северной и южной части Солнца оно имеет еще четыре дополнительных магнитных полюса в районе своего экватора.
Во-вторых, при этом, в отличие от Земли, которая является твердым телом и чье вращение вокруг собственной оси происходит совершенно равномерно, Солнце, будучи газообразным образованием, вращается также неравномерно. Если полюса Солнца совершают полный оборот за 37 дней, то его экваториальная часть вращается значительно быстрее — она совершает полный оборот всего за 26 дней.
В силу этой разницы в скоростях вращения, а также в силу наличия не двух, а большего числа магнитных полюсов вблизи от поверхности Солнца создаются многочисленные области локального магнитного напряжения. Эти области проникают в глубь газообразной структуры Солнца. В результате эти локальные магнитные поля периодически выходят на поверхность нашего светила в форме петли и образуются солнечные пятна. Пятно имеет более темный цвет по сравнению с остальной поверхностью Солнца и становится в силу этого видимым благодаря тому, что его температура более чем на тысячу градусов ниже, чем у остальной поверхности Солнца: температура солнечных пятен достигает 4000 °C в то время как стандартная температура солнечной поверхности равняется обычно 6000 °C.
Из района солнечных пятен, являющихся наиболее активными областями Солнца, извергаются гигантские протуберанцы, размерами превосходящие Землю примерно в 5 раз и сопоставимые с двумя третями диаметра самой большой планеты Солнечной системы — Юпитера. Эти вспышки порождают так называемые солнечные бури — гигантские выбросы энергии, которые доходят вплоть до орбит Юпитера и Сатурна.
В связи с тем, что образование солнечных пятен непосредственно связано с действием магнитного поля Солнца и с линиями магнитного напряжения, проходящими в районе его поверхности, солнечные пятна обязательно появляются «парами»: в северной и в южной области соответствующих линий солнечного магнетизма.
До определенного периода в развитии человечества на образование солнечных пятен на поверхности Солнца смотрели как на своего рода физический курьез, имеющий к Земле лишь весьма отдаленное отношение. Однако с изобретением радио и чувствительных инструментов, позволявших измерять уровни колебания магнитного поля и электромагнитного излучения, люди убедились в том, что солнечная активность, проявляемая в основном в виде появления пятен на поверхности Солнца, непосредственно воздействует на магнитное поле самой Земли, а значит — и на ее погоду.
Солнечные пятна, возникающие на поверхности Солнца, приводят к образованию солнечных вспышек и так называемых солнечных бурь — гигантских выбросов заряженных частиц, которые спустя несколько дней после вспышки на Солнце достигают Земли.
Благодаря магнитному полю Земли часть этих частиц отражается обратно в космическое пространство, траектория их движения изменяется и они в конечном счете рассеиваются в пространствах нашей Галактики. Часть же достигает нижних пределов земной магнитосферы и порождает в районе полюсов яркие красочные вспышки, известные как северное и южное сияние.
До определенного момента все эти явления не имели особого значения для жизнедеятельности людей. Однако когда начали осуществляться высотные полеты авиации в северных и южных широтах, когда человечество вышло в космическое пространство, а на земную орбиту оказались выведенными сотни искусственных спутников Земли, выяснилось, что масштабные выбросы солнечной энергии и заряженных частиц со стороны Солнца могут оказывать весьма значительное негативное воздействие как на здоровье людей (например, на экипажи и пассажиров высотных авиалайнеров), так и на функционирование различной электронной аппаратуры, которая должна работать в верхних слоях атмосферы либо в космосе (самолеты, спутники, метеозонды, радиоаппаратура).